專利名稱：使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體功率器件，特別是橫向高壓器件耐壓區(qū)材料和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)的橫向功率器件是通過一層低摻雜的半導(dǎo)體漂移區(qū)來承受高壓。例如最典型的橫向雙擴(kuò)散MOS器件(LDM0S)，通過合理選擇漂移區(qū)結(jié)深和摻雜濃度，使其滿足RESURF (即通過加強(qiáng)漂移區(qū)體內(nèi)電場，削弱表面電場)條件，在其截止時(shí)，漂移區(qū)將出現(xiàn)全耗盡，從而引入空間電荷，承受高壓。而根據(jù)文獻(xiàn)[J. A. Appels, M.G.Collet. P. Hart, H. Vaes, J. Verhoeven. Thin-layer HV-devices[J]. Philips Journal ofResearch, 1980，35 (I) : Γ13]給出了 RESURF 條件
權(quán)利要求
1.使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，包括硅襯底[4]、漂移區(qū)[I]、第一絕緣介質(zhì)[10]、柵極[5]、溝道區(qū)[6]、歐姆接觸重?fù)诫s區(qū)[7]、源極[8]、漏極[11]、第二絕緣介質(zhì)[9]、源極引出線[16]、漏極引出線[12]，其特征在于，漂移區(qū)[I]、漏極[11]、源極[8]為第一種導(dǎo)電類型，溝道區(qū)[6]、硅襯底[4]、歐姆接觸重?fù)诫s區(qū)[7]為第二種導(dǎo)電類型；在漂移區(qū)[I]內(nèi)至少嵌入設(shè)置兩個(gè)隔離區(qū)；隔離區(qū)之間為漂移區(qū)[I]和溝道區(qū)[6];每個(gè)隔離區(qū)從源極[8]延伸到漏極[11];高介電常數(shù)材料條[3]和第一絕緣介質(zhì)[10]形成隔離區(qū)的邊界；隔離區(qū)內(nèi)填充有第一填充材料[2]，在漂移區(qū)[I]和隔離區(qū)的表面設(shè)置有第二絕緣介質(zhì)[9]，柵極[5]通過第二絕緣介質(zhì)[9]上的孔與第一填充材料[2]直接接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，隔離區(qū)為長方體形、梯形體、或平行四邊形體，其垂直于襯底且方向?yàn)樵礃O[8]到漏極[11]的邊界為高介電常數(shù)材料條[3]。
3.如權(quán)利要求1所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，隔離區(qū)內(nèi)靠近源極[8]的一端填充有與柵極[5]材質(zhì)相同的第三填充材料[51]，第三填充材料[51]通過第二絕緣介質(zhì)[9]上的孔與柵極[5]直接接觸，隔離區(qū)的剩余部分填充第一填充材料[2]，第一填充材料[2]的材質(zhì)與高介電常數(shù)條[3]相同。
4.如權(quán)利要求1所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，所述第一填充材料[2]為P-或N-型材料。
5.如權(quán)利要求2所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，在隔離區(qū)之間，相鄰的高介電材料條[3]的中間位置還設(shè)置有與高介電材料條[3]平行且材質(zhì)相同的內(nèi)部高介電材料條[13]，內(nèi)部高介電材料條[13]兩端分別與源極[8]和漏極[11]直接接觸。
6.如權(quán)利要求2所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，在隔離區(qū)內(nèi)，設(shè)置有與高介電材料條[3]平行且材質(zhì)相同的內(nèi)部高介電材料條[13]，內(nèi)部高介電材料條[13]兩端分別與源極[8]和漏極[11]直接接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，在高介電常數(shù)材料條[3]兩側(cè)設(shè)置有緩沖層[15]。
8.如權(quán)利要求1所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，隔離區(qū)內(nèi)橫向設(shè)置有絕緣板[101];絕緣板[101]將第一填充材料[2]分割為漏極鄰近部分和源極鄰近部分，源極鄰近部分通過第二絕緣介質(zhì)[9]上的孔與柵極[5]接觸，漏極鄰近部分與漏極[11]接觸；與漏極接觸的隔離區(qū)邊界以第一填充材料[2]取代第一絕緣介質(zhì)[10] O
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，其特征在于，所述第一種導(dǎo)電類型為N型硅，第二種導(dǎo)電類型為P型硅；或者，第一種導(dǎo)電類型為P型硅，第二種導(dǎo)電類型為N型硅。
全文摘要
使用高介電常數(shù)槽結(jié)構(gòu)的低比導(dǎo)通電阻的橫向功率器件，涉及半導(dǎo)體功率器件。本發(fā)明包括硅襯底、漂移區(qū)、第一絕緣介質(zhì)、柵極、溝道區(qū)、歐姆接觸重?fù)诫s區(qū)、源極、漏極、第二絕緣介質(zhì)、源極引出線、漏極引出線，在漂移區(qū)內(nèi)至少嵌入設(shè)置兩個(gè)隔離區(qū)；隔離區(qū)內(nèi)填充有第一填充材料，在漂移區(qū)和隔離區(qū)的表面設(shè)置有第二絕緣介質(zhì)，柵極通過第二絕緣介質(zhì)上的孔與第一填充材料直接接觸。本發(fā)明在同等漂移區(qū)摻雜濃度的條件下，漂移區(qū)的載流子出現(xiàn)顯著增加，呈數(shù)量級降低其比導(dǎo)通電阻。
文檔編號H01L29/06GK103050540SQ20121055846
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者李俊宏, 李平 申請人:電子科技大學(xué)