一种降压用耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管，包括：P型半导体衬底，在P型半导体衬底上设置有N型埋层，P型阱区，N型阱区，N型漂移区，在P型阱区表面靠左侧上设置有P型接触区、N型源区和N型沟道注入区，P型阱区内设有P型注入区，且P型注入区的左端边界位于N型源区的下方，P型注入区的右端边界与漏端N型漂移区相邻。P型接触区和多晶硅电极通过互连金属连线相连接作为栅极。该结构大幅度的降低了N型耗尽型横向双扩散金属氧化物半导体管的阈值电压。在电路应用中漏极金属连线直接连接至高压电源，栅极金属连线接地，源极金属连线直接连接低压电路，为低压电路提供低压电源。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及功率半导体器件领域，更具体的说，是关于一种适用于降压电路 的全隔离耗尽型高压N型横向双扩散金属氧化物半导体管的新结构。
技术介绍
功率半导体器件是电力电子系统进行能量控制和转换的基本电子元件，电力电子 技术的不断发展为半导体功率器件开拓了广泛的应用领域。以横向双扩散金属氧化物半导 体晶体管为代表的现代电力电子器件和相关产品在工业、能源、交通等用电的场合发挥着 日益重要的作用，是机电一体化设备、新能源技术、空间和海洋技术、办公自动化及家用电 器等实现高性能、高效率、轻量小型的技术基础。耗尽型横向双扩散金属氧化物半导体晶体管作为一种常开器件在大规模集成电 路中有着特殊的应用，为使耗尽型横向双扩散金属氧化物半导体晶体管更好地满足在高压 电路中作为降压器件为低压电路提供低压电源的功能，同时做到缩小器件面积，降低耗尽 型横向双扩散金属氧化物半导体晶体管的阈值电压至关重要。在相关技术中，很少有人关注耗尽型高压横向双扩散金属氧化物半导体管，传统 耗尽型高压横向双扩散金属氧化物半导体管的阈值电压仅仅依靠多晶硅栅极耗尽沟道注 入区，但由于耗尽能力的限制导致传统结构耗尽管的阈值电压分布在-1到-3V之间，最终 通过耗尽管降压后得到的低压电源不能驱动低压部分的电路，或者在满足电压驱动后，为 达到一定的驱动电流而必须增大耗尽管面积。另外，在降压电路中，由于结型场效应晶体管可以很好的满足系统需求，但由于在 B⑶工艺中考虑到双极晶体管、金属氧化物半导体管以及高压双扩散金属氧化物半导体管 各种器件之间的折中关系，采用寄生结构制造的结型场效应晶体管性能较差，击穿电压偏 低，电流能力较小。本技术中在N型沟道注入区的下方注入一层P型掺杂区，通过多晶硅电极和 该P型掺杂区共同耗尽夹断N型沟道注入区，大大提高N型沟道注入区浓度和结深，进而大 幅度地降低了该结构耗尽管阈值电压。
技术实现思路
本技术提供了一种降压用耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管。本技术采用如下技术方案一种降压用耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管，包括P型半导体衬底， 在P型半导体衬底上设置有N型埋层，在N型埋层上设置有P型阱区，在P型阱区的左右两 侧分别设有构成PN结隔离的第一 N型阱区及第二 N型阱区，在第一 N型阱区上设有第一 N 型欧姆接触区，在第二 N型阱区上设有第二 N型欧姆接触区，在P型阱区表面右侧设置有漏 端N型漂移区，在漏端N型漂移区表面上设置有N型漏区，在P型阱区表面左侧设置有P型 接触区、N型源区和N型沟道注入区，在N型沟道注入区上方设置有栅氧化层，在P型阱区、第一 N型阱区及第二 N型阱区的表面的P型接触区、N型源区、N型沟道注入区、N型漏区、 第一 N型欧姆接触区和第二 N型欧姆接触区之外区域设置有场氧化层，在栅氧化层的上方 设置有多晶硅电极且所述多晶硅电极延伸至和栅氧化层右侧相邻的场氧化层上方，在P型 接触区和多晶硅电极上方布有栅极金属连线，在N型漏区上方有漏极金属连线，在N型源区 上方有源极金属连线，在第一 N型欧姆接触区上连接有第一金属电极连线，在第二 N型欧姆 接触区上连接有第二金属电极连线，在P型接触区、N型源区、N型漏区、场氧化层、多晶硅电 极、第一 N型欧姆接触区和第二 N型欧姆接触区的表面的栅极金属连线、源极金属连线、漏 极金属连线、第一金属电极连线和第二金属电极连线之外区域设置有介质隔离氧化层，其 特征在于在P型阱区内设有P型注入区，且P型注入区的左端边界位于N型源区的下方，P 型注入区的右端边界与漏端N型漂移区相邻。与现有技术相比，本技术具有如下优点(1)本技术中，在N型沟道注入区的正下方设置有P型注入区，且通过P型接 触区和多晶硅电极引出的金属连线连在一起共同作为器件的栅极，这样多晶硅电极和P 型注入区同时对N型沟道区进行耗尽以夹断沟道区，解决了传统结构只靠多晶硅电极耗尽 带来的阈值电压受限的缺点，使得阈值电压大幅度降低。该结构通过一系列实验证明阈值 电压可达-7v，如图5。另外通过调整注入的P型注入区和N型沟道注入区的浓度，该结构 耗尽管的阈值电压可以根据电压电路系统需要加以调整。(2)本技术中，该器件在降压电路应用中电路架构简单。漏极直接接高压电 源，由P型接触区和多晶硅电极相互连构成的栅极接地，而源极连接至低压电路部分以提 供低压电源。(3)本技术中，通过将N型阱区接至高压电源以形成反偏PN结全隔离结构，实 现了 P型注入区电位的变化对整个芯片的衬底电位没有任何影响，增强了该耗尽管工作状 态设计的自由性。(4)本技术与原有的高压N型横向双扩散金属氧化物半导体管的制备工艺兼 容，不引入新的工艺层次。附图说明图1是传统的耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体晶体管结构示意图。图2是传统的耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体晶体管结构俯视图中金属 电极互连示意图。图3是本技术中耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管结构的示意图。图4是本技术中降压用耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管俯视图中 金属电极互连示意图。图5是传统的和本技术中的耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管转移 特性曲线对比图。图6是本技术中降压用耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管的电路应 用连接图。具体实施方式参照图3，一种降压用耗尽型N型横向双扩散金属氧化物半导体管，包括P型半 导体衬底1，在P型半导体衬底1上设置有N型埋层2，在N型埋层2上设置有P型阱区3， 在P型阱区3的左右两侧分别设有构成PN结隔离的第一 N型阱区4及第二 N型阱区19，在 第一 N型阱区4上设有第一 N型欧姆接触区21，在第二 N型阱区19上设有第二 N型欧姆接 触区22，在P型阱区3表面右侧设置有漏端N型漂移区6，在漏端N型漂移区6表面上设置 有N型漏区10，在P型阱区3表面左侧设置有P型接触区7、N型源区8和N型沟道注入区 9，在N型沟道注入区9上方设置有栅氧化层12，在P型阱区3、第一 N型阱区4及第二 N型 阱区19的表面的P型接触区7、N型源区8、N型沟道注入区9、N型漏区10、第一 N型欧姆 接触区21和第二 N型欧姆接触区22之外区域设置有场氧化层11，在栅氧化层12的上方设 置有多晶硅电极13且所述多晶硅电极13延伸至和栅氧化层12右侧相邻的场氧化层上方， 在P型接触区7和多晶硅电极13上方布有栅极金属连线14，在N型漏区10上方有漏极金 属连线17，在N型源区8上方有源极金属连线16，在第一 N型欧姆接触区21上连接有第一 金属电极连线18，在第二 N型欧姆接触区22上连接有第二金属电极连线20，在P型接触区 7、N型源区8、N型漏区10、场氧化层11、多晶硅电极13、第一 N型欧姆接触区21和第二 N 型欧姆接触区22的表面的栅极金属连线14、源极金属连线16、漏极金属连线17、第一金属 电极连线18和第二金属电极连线20之外区域设置有介质隔离氧化层15，其特征在于在P 型阱区3内设有P型注入区5，且P型注入区5的左端边界位于N型源区8的下方，P型注 入区5的右端边界与漏端N型漂移区6相邻。在本实施例中，P型注入区5距N型沟道注入区9下方0. 2 0. 5 μ m，并且P型本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种降压用耗尽型Ｎ型横向双扩散金属氧化物半导体管，包括：Ｐ型半导体衬底（１），在Ｐ型半导体衬底（１）上设置有Ｎ型埋层（２），在Ｎ型埋层（２）上设置有Ｐ型阱区（３），在Ｐ型阱区（３）的左右两侧分别设有构成ＰＮ结隔离的第一Ｎ型阱区（４）及第二Ｎ型阱区（１９），在第一Ｎ型阱区（４）上设有第一Ｎ型欧姆接触区（２１），在第二Ｎ型阱区（１９）上设有第二Ｎ型欧姆接触区（２２），在Ｐ型阱区（３）表面右侧设置有漏端Ｎ型漂移区（６），在漏端Ｎ型漂移区（６）表面上设置有Ｎ型漏区（１０），在Ｐ型阱区（３）表面左侧设置有Ｐ型接触区（７）、Ｎ型源区（８）和Ｎ型沟道注入区（９），在Ｎ型沟道注入区（９）上方设置有栅氧化层（１２），在Ｐ型阱区（３）、第一Ｎ型阱区（４）及第二Ｎ型阱区（１９）的表面的Ｐ型接触区（７）、Ｎ型源区（８）、Ｎ型沟道注入区（９）、Ｎ型漏区（１０）、第一Ｎ型欧姆接触区（２１）和第二Ｎ型欧姆接触区（２２）之外区域设置有场氧化层（１１），在栅氧化层（１２）的上方设置有多晶硅电极（１３）且所述多晶硅电极（１３）延伸至和栅氧化层（１２）右侧相邻的场氧化层上方，在Ｐ型接触区（７）和多晶硅电极（１３）上方布有栅极金属连线（１４），在Ｎ型漏区（１０）上方有漏极金属连线（１７），在Ｎ型源区（８）上方有源极金属连线（１６），在第一Ｎ型欧姆接触区（２１）上连接有第一金属电极连线（１８），在第二Ｎ型欧姆接触区（２２）上连接有第二金属电极连线（２０），在Ｐ型接触区（７）、Ｎ型源区（８）、Ｎ型漏区（１０）、场氧化层（１１）、多晶硅电极（１３）、第一Ｎ型欧姆接触区（２１）和第二Ｎ型欧姆接触区（２２）的表面的栅极金属连线（１４）、源极金属连线（１６）、漏极金属连线（１７）、第一金属电极连线（１８）和第二金属电极连线（２０）之外区域设置有介质隔离氧化层（１５），其特征在于在Ｐ型阱区（３）内设有Ｐ型注入区（５），且Ｐ型注入区（５）的左端边界位于Ｎ型源区（８）的下方，Ｐ型注入区（５）的右端边界与漏端Ｎ型漂移区（６）相邻。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟锋，钱钦松，朱奎英，陆生礼，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。