一种褶皱环栅制造技术

本发明专利技术公开一种褶皱环栅

【技术实现步骤摘要】
一种褶皱环栅SOI LDMOS器件


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种褶皱环栅
SOI LDMOS
器件
。

技术介绍

[0002]SOI LDMOS
器件以其出色的集成能力在学术研究中得到广泛应用
。
由于
SOI LDMOS
器件的沟道长度和宽度的限制，器件的耐压和导通电阻之间存在约束关系，因此
SOI LDMOS
器件的研究重点在于改善耐压和导通电阻的矛盾关系，以提高器件的整体性能
。
环栅
SOI LDMOS
器件是一种改进的
SOI LDMOS
结构，其主要特点是在
LDMOS
结构中引入了环形栅极
。
环栅
SOI LDMOS
器件通过优化的电场分布控制
、
减小漏电流
、
提高击穿电压
、
降低导通电阻和提高开关速度等特点，为高性能功率应用提供了一种可靠
、
高效的解决方案
。
然而，这种结构引入的纵向电极区占据了大量芯片面积，导致器件性能下降，且功率器件中横向耐压结构存在表面电场集中现象和体电场分布的严重非均匀性等问题，这对漂移区电荷耗尽效应和耐压能力造成了削弱，成为限制三维功率器件发展和应用的瓶颈
。
因此，如何利用器件横向结构实现漂移区的三维耐压，并通过重构体电场来缓解耐压和导通电阻之间的矛盾关系，是功率器件设计领域值得深入探索的棘手问题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的是现有环栅
SOI LDMOS
存在的沟道宽度小
、
耐压低和工艺困难等的问题，提供一种褶皱环栅
SOI LDMOS
器件
。
[0004]为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种褶皱环栅
SOI LDMOS
器件，包括衬底层
、
埋氧层
、
沟道区
、
漂移区
、
漏极区
、
源极区
、
环表面栅
、
埋栅
、
源极
、
漏极和栅极；埋氧层设置于衬底层的上方；沟道区与漂移区设置于埋氧层上方，且沟道区与漂移区相邻接；源极区处于沟道区中；漏极区处于漂移区中；埋栅横向嵌入埋氧层内，并位于沟道区的正下方；环表面栅环设于沟道区的外表面，且环表面栅的整个内表面与沟道区的整个外表面之间通过绝缘介质相连；埋栅与环表面栅之间通过电极线连通；源极
S
从源极区引出，漏极
D
从漏极区引出，栅极
G
从环表面栅引出；其不同之处是，还包括至少一个槽栅；槽栅纵向嵌入沟道区内，槽栅的上表面与沟道区的上表面相平，槽栅的下表面高于沟道区的下表面；槽栅的上表面与环表面栅直接相连连通
。
[0006]上述方案中，槽栅垂直或倾斜嵌入沟道区内
。
[0007]上述方案中，所有槽栅与垂直方向的夹角相同
。
[0008]上述方案中，槽栅与环表面栅和埋栅的材质相同
。
[0009]上述方案中，环表面栅
、
埋栅和槽栅为多晶硅或铝
。
[0010]上述方案中，槽栅嵌于沟道区内的各个表面均包覆有绝缘介质
。
[0011]上述方案中，绝缘介质为二氧化硅或氮化硅
。
[0012]上述方案中，环表面栅的横向部分即位于沟道区和槽栅上方的部分整体呈凹凸状
。
[0013]上述方案中，所有槽栅均为方块形状
。
[0014]与现有技术相比，本专利技术在现有环栅
SOI LDMOS
器件的基础上增加槽栅，环表面栅
、
埋栅和槽栅共同形成褶皱环栅结构，这样的褶皱环栅结构显著增加了
SOI LDMOS
器件沟道的有效长度以及宽度，缓解了因沟道长度和宽度的限制所导致的器件的耐压和导通电阻之间的矛盾，在耐压的前提下，有效地降低了器件的导通电阻，提高整体导通性能，同时能够增加电流通量，并提供更好的热传导和散热能力，对于器件性能的改善具有重要意义
。
此外，该褶皱环栅结构与传统功率集成电路工艺兼容，在一定程度上解决了沟道宽度较小的
SOI LDMOS
器件在工艺上的挑战，适合
SOI
智能功率集成电路的发展要求
。
附图说明
[0015]图1为一种褶皱环栅
SOI LDMOS
器件的立体结构示意图
。
[0016]图2为去除部分环表面栅的褶皱环栅
SOI LDMOS
器件的内部透视立体图
。
[0017]图中标号：
1、
衬底层；
2、
埋氧层；
3、
沟道区；
4、
漂移区；
5、
漏极区；
6、
源极区；
7、
环表面栅；
8、
埋栅；
9、
槽栅；
10、
绝缘介质；
11、
电极线
。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明
。
需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向
。
因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本专利技术的保护范围
。
[0019]一种褶皱环栅
SOI LDMOS
器件，如图1和2所示，包括衬底层
1、
埋氧层
2、
沟道区
3、
漂移区
4、
漏极区
5、
源极区
6、
环表面栅
7、
埋栅
8、
槽栅
9、
源极
、
漏极和栅极
。
埋氧层2设置于衬底层1的上方
。
沟道区3与漂移区4设置于埋氧层2上方，且沟道区3与漂移区4相邻接，其中沟道区3位于前方，漂移区4位于后方
。
源极区6处于沟道区3中，并位于沟道区3的前侧上部
。
源极
S
从源极区6引出
。
漏极区5处于漂移区4中，并位于漂移区4的后侧上部
。
漏极
D
从漏极区5引出
。
环表面栅
7、
埋栅8和槽栅9共同形成栅极区
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种褶皱环栅
SOILDMOS
器件，包括衬底层
(1)、
埋氧层
(2)、
沟道区
(3)、
漂移区
(4)、
漏极区
(5)、
源极区
(6)、
环表面栅
(7)、
埋栅
(8)、
源极
、
漏极和栅极；埋氧层
(2)
设置于衬底层
(1)
的上方；沟道区
(3)
与漂移区
(4)
设置于埋氧层
(2)
上方，且沟道区
(3)
与漂移区
(4)
相邻接；源极区
(6)
处于沟道区
(3)
中；漏极区
(5)
处于漂移区
(4)
中；埋栅
(8)
横向嵌入埋氧层
(2)
内，并位于沟道区
(3)
的正下方；环表面栅
(7)
环设于沟道区
(3)
的外表面，且环表面栅
(7)
的整个内表面与沟道区
(3)
的整个外表面之间通过绝缘介质
(10)
相连；埋栅
(8)
与环表面栅
(7)
之间通过电极线
(11)
连通；源极
S
从源极区
(6)
引出，漏极
D
从漏极区
(5)
引出，栅极
G
从环表面栅
(7)
引出；其特征是，还包括至少一个槽栅
(9)
；槽栅
(9)
纵向嵌入沟道区
(3)
内，槽栅
(9)
的上表面与沟道区
(3)
的上表面相平，槽栅
(9)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琦，管理，陈永和，翟江辉，李海鸥，崔现文，程识，叶健，李佩，牛玉龙，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：