一种平面型功率MOS器件及其制备方法技术

本申请属于半导体技术领域，提供了一种平面型功率MOS器件及其制备方法，平面型功率MOS器件包括：半导体衬底、N型阱区、P型阱区、栅极氧化层、栅极金属层、源极区、P型掺杂区、隔离区、漏极区以及栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区中的至少一项。通过在平面型功率MOS器件中设置栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区中的至少一项；使得平面型功率MOS器件边缘区域的击穿效应大大减小，减小平面型功率器件的电场和应力，并且，由于栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区只是设置在平面型功率MOS器件的边缘区域，所以同时保留了平面型功率MOS器件中间区域的性能，最大限度地保留了器件的性能，同时提升了功率MOS器件的耐压能力。同时提升了功率MOS器件的耐压能力。同时提升了功率MOS器件的耐压能力。

【技术实现步骤摘要】
一种平面型功率MOS器件及其制备方法


[0001]本申请属于半导体
，尤其涉及一种平面型功率MOS器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]普通的MOSFET只适合于漏极和源极击穿电压较低的情况，实际中一般电压限制在10V～30V的情况，这主要受到普通MOSFET结构的限制，首先在高漏源电压的应用当中需要的沟道长度很长，而沟道长度的增加又会带来不可接受的沟道电阻，更增加了器件面积；其次如漏源电压越高漏极和源极界面处栅氧化层处的电场强度越强，这就要求具有更厚的栅氧化层，从而对器件的阈值电压产生严重的影响。
[0003]但是，在现在的功率MOS器件小型化的趋势下，只是单纯的依靠增加漏极与源极的距离来提升功率MOS器件的耐压性能极大的限制了功率MOS器件的发展。
[0004]由此可见，现有的平面型功率MOS器件存在体积较大，耐压性能差的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种平面型功率MOS器件及其制备方法，可以解决现有的平面型功率MOS器件存在体积较大，耐压性能差的问题。
[0006]本申请实施例的第一方面提供了一种平面型功率MOS器件，所述平面型功率MOS器件包括：
[0007]半导体衬底；
[0008]N型阱区和P型阱区，所述N型阱区和P型阱区接触，且均位于所述半导体衬底上；
[0009]栅极氧化层，位于所述N型阱区和所述P型阱区上；
[0010]栅极金属层，位于所述栅极氧化层上；
[0011]源极区和P型掺杂区，所述源极区和所述P型掺杂区设于所述P型阱区上，且所述源极区与所述栅极氧化层接触，所述P型掺杂区与所述源极区接触；
[0012]隔离区和漏极区，所述隔离区和所述漏极区设于所述N型阱区上，且所述隔离区设于所述漏极区与所述栅极氧化层之间；以及
[0013]栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区中的至少一项；
[0014]所述栅极冗余区设于所述栅极氧化层上且位于所述栅极金属层两端；其中，所述栅极冗余区的材料与所述栅极金属层的材料不同；
[0015]所述漏极冗余区设于所述N型阱区上且位于所述漏极区两端，且分别与所述漏极区和所述隔离区接触；其中，所述漏极冗余区的材料与所述漏极区的材料不同；
[0016]所述源极冗余区设于所述P型阱区上且位于所述源极区两端，且分别与所述源极区和所述P型掺杂区接触；其中，所述源极冗余区的材料与所述源极区的材料不同。
[0017]在一个实施例中，所述平面型功率MOS器件还包括：
[0018]反型层，所述反型层设于所述N型阱区与所述漏极区之间，且所述反型层与所述隔离区接触；
[0019]其中，所述反型层的掺杂类型与所述漏极区的掺杂类型不同。
[0020]在一个实施例中，所述栅极冗余区包括：第一栅极冗余单元和第二栅极冗余单元；其中，
[0021]所述第一栅极冗余单元设于所述栅极金属层的第一端，所述第二栅极冗余单元设于所述栅极金属层的第二端，且所述第一栅极冗余单元和所述第二栅极冗余单元互不接触。
[0022]在一个实施例中，所述漏极冗余区包括：第一漏极冗余单元和第二漏极冗余单元；其中，
[0023]所述第一漏极冗余单元设于所述漏极区的第一端，所述第二漏极冗余单元设于所述漏极区的第二端，且所述第一漏极冗余单元和所述第二漏极冗余单元互不接触。
[0024]在一个实施例中，所述源极冗余区包括：第一源极冗余单元和第二源极冗余单元；其中，
[0025]所述第一源极冗余单元设于所述源极区的第一端，所述第二源极冗余单元设于所述源极区的第二端，且所述第一源极冗余单元和所述第二源极冗余单元互不接触。
[0026]在一个实施例中，所述第一栅极冗余单元和所述第二栅极冗余单元的宽度均与所述栅极金属层的宽度相同，所述第一栅极冗余单元和所述第二栅极冗余单元的厚度均与所述栅极金属层的厚度相同。
[0027]在一个实施例中，所述第一栅极冗余单元和所述第二栅极冗余单元的长度范围均为所述栅极氧化层的长度的10％
‑
30％。
[0028]在一个实施例中，所述第一栅极冗余单元和所述第二栅极冗余单元对称设置。
[0029]在一个实施例中，所述栅极冗余区和所述栅极金属层的长度之和小于或者等于所述栅极氧化层的长度。
[0030]本申请实施的第二方面提供了一种平面型功率MOS器件的制备方法，包括：
[0031]提供半导体衬底；
[0032]在所述半导体衬底上依次形成N型阱区和P型阱区；其中，所述N型阱区和所述P型阱区接触；
[0033]在所述P型阱区上形成源极区和P型掺杂区；其中，所述P型掺杂区与所述源极区接触；
[0034]在所述N型阱区上形成隔离区和漏极区；其中，所述隔离区和所述漏极区接触；
[0035]在所述N型阱区、所述P型阱区、所述源极区以及所述隔离区上形成栅极氧化层，并在所述栅极氧化层栅上形成栅极金属层；以及
[0036]在所述栅极氧化层上形成栅极冗余区，所述栅极冗余区设于所述栅极金属层两端；所述栅极冗余区的材料与所述栅极金属层的材料不同；或者/和
[0037]在所述N型阱区上形成漏极冗余区，所述漏极冗余区设于所述漏极区两端，且分别与所述漏极区和所述隔离区接触；所述漏极冗余区的材料与所述漏极区的材料不同；或者/和
[0038]在所述P型阱区上形成源极冗余区，所述源极冗余区设于所述源极区两端，且分别与所述源极区和所述P型掺杂区接触；其中，所述源极冗余区的材料与所述源极区的材料不同。
[0039]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过在平面型功率MOS器件中设置栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区中的至少一项；使得平面型功率MOS器件边缘区域的击穿效应大大减小，减小平面型功率器件的电场和应力，并且，由于栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区只是设置在平面型功率MOS器件的边缘区域，所以同时保留了平面型功率MOS器件中间区域的性能，最大限度地保留了器件的性能，同时提升了功率MOS器件的耐压能力。并且本申请实施增加了栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区中的至少一项，不增加任何工艺步骤与光罩的基础下大幅提高了平面型功率MOS器件的耐压。解决了现有的平面型功率MOS器件存在体积较大，耐压性能差的问题。
附图说明
[0040]图1是本申请一个实施例提供的平面型功率MOS器件的垂直切面结构示意图；
[0041]图2是本申请一个实施例提供的平面型功率MOS器件的俯视结构示意图；
[0042]图3是本申请另一个实施例提供的平面型功率MOS器件的俯视结构示意图；
[0043]图4是本申请一个实施例提供的平面型功率MOS器件的边缘区域结构示意图；
[0044]图5是本申请一个实施例提供的平面型功率MOS器件的反型层结构示意图；
[0045]图6是本申请一个实施例提供的平面型功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面型功率MOS器件，其特征在于，所述平面型功率MOS器件包括：半导体衬底；N型阱区和P型阱区，所述N型阱区和P型阱区接触，且均位于所述半导体衬底上；栅极氧化层，位于所述N型阱区和所述P型阱区上；栅极金属层，位于所述栅极氧化层上；源极区和P型掺杂区，所述源极区和所述P型掺杂区设于所述P型阱区上，且所述源极区与所述栅极氧化层接触，所述P型掺杂区与所述源极区接触；隔离区和漏极区，所述隔离区和所述漏极区设于所述N型阱区上，且所述隔离区设于所述漏极区与所述栅极氧化层之间；以及栅极冗余区、漏极冗余区、源极冗余区中的至少一项；所述栅极冗余区设于所述栅极氧化层上且位于所述栅极金属层两端；其中，所述栅极冗余区的材料与所述栅极金属层的材料不同；所述漏极冗余区设于所述N型阱区上且位于所述漏极区两端，且分别与所述漏极区和所述隔离区接触；其中，所述漏极冗余区的材料与所述漏极区的材料不同；所述源极冗余区设于所述P型阱区上且位于所述源极区两端，且分别与所述源极区和所述P型掺杂区接触；其中，所述源极冗余区的材料与所述源极区的材料不同。2.如权利要求1所述的平面型功率MOS器件，其特征在于，所述平面型功率MOS器件还包括：反型层，所述反型层设于所述N型阱区与所述漏极区之间，且所述反型层与所述隔离区接触；其中，所述反型层的掺杂类型与所述漏极区的掺杂类型不同。3.如权利要求1所述的平面型功率MOS器件，其特征在于，所述栅极冗余区包括：第一栅极冗余单元和第二栅极冗余单元；其中，所述第一栅极冗余单元设于所述栅极金属层的第一端，所述第二栅极冗余单元设于所述栅极金属层的第二端，且所述第一栅极冗余单元和所述第二栅极冗余单元互不接触。4.如权利要求1所述的平面型功率MOS器件，其特征在于，所述漏极冗余区包括：第一漏极冗余单元和第二漏极冗余单元；其中，所述第一漏极冗余单元设于所述漏极区的第一端，所述第二漏极冗余单元设于所述漏极区的第二端，且所述第一漏极冗余单元和所述第二漏极冗余单元互不接触。5.如权利要求1所述的平面型功率MOS器件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汇钦，吴龙江，
申请(专利权)人：天狼芯半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：