[发明专利]横向DMOS器件及其制造方法

说明书

技术领域

本申请要求韩国专利申请第10-2007-0048556号(提交于2007年5月18日)的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

背景技术

功率MOS场效应晶体管(MOSFET)可具有比双极晶体管更高的输入阻抗。因此，功率MOSFET可具有高功率增益和简单的栅极驱动电路。另外，由于功率MOSFET是单极器件，所以当器件关闭时，不存在由于少数载流子积聚或复合引起的时延。这种功率MOSFET可被应用于开关模式电源、灯稳定系统，以及马达驱动电路。通常，具有使用平面扩散技术的DMOS结构的半导体器件被广泛应用。

实例图1示出了一个横向DMOS器件，其可包括以单一浓度形成在P型半导体衬底100上和/或上方的N阱102，以及形成在N阱102中的漏极区104，其中，可将N型杂质以高浓度注入到N阱102中。另外，P型体区106可被形成为与漏极区间隔开预定距离。P+杂质区108和N+源区110可形成在P型体区106中。用于器件隔离的绝缘膜112可形成在半导体衬底100上和/或表面上，栅极绝缘膜114和栅电极116也可形成在场绝缘膜112上和/或上方的预定区域中。P型体区106和N阱102可构成体二极管。

横向DMOS器件在关闭时应该忍受高的漏-源电压，而当接通时应该使得大量电流在漏极和源极之间以高速流动。高漏-源电压可导致栅极绝缘膜或体区与源极区的结合处的击穿。另外，当高压被持续施加到栅极绝缘膜时，应力集中在栅极绝缘膜上，其导致栅极绝缘膜的击穿。为了改进栅极绝缘膜的击穿电压性能，栅极绝缘膜可相对加厚。然而，在该情况下，增加了阈值电压，这会恶化器件的操作性能。

如图2和图3所示的，当电感器负载在推挽式或具有DMOS器件m1和m2的桥式结构中被驱动时，反向传导I_m1和正向传导I_m2可出现在体二极管中。如果大电流流过体二极管，则少数载流子积聚，二极管关闭延迟，以及寄生二极管结型晶体管操作可能发生。

发明内容

本发明实施方式涉及横向DMOS(双扩散MOSFET)器件，特别地，涉及横向DMOS器件结构以及适合于制造用于功率(power)或高压的横向DMOS器件的制造方法。

本发明实施方式涉及横向DMOS器件结构及其制造方法，该方法通过在横向DMOS器件中以预定间隔形成P+杂质区而形成保护二极管。

本发明实施方式涉及横向DMOS器件结构及其制造方法，该方法在横向DMOS器件中形成保护二极管以防止器件由于高压而损坏，并且增加了器件的操作速度。

本发明实施方式涉及制造具有体二极管的横向DMOS器件的方法，并且可包括以下步骤中的至少一个：在第一导电类型半导体衬底上和/或上方形成第二导电类型阱；然后在第二导电类型阱中形成漏极区和第一导电类型体区；然后在第一导电类型体区中形成第一导电类型杂质区；然后在除了将要形成保护二极管的区域之外的指定区域中，靠近第一导电类型杂质区形成源极区；然后在其中形成了源极区的半导体衬底的器件隔离区中形成场绝缘膜；然后在其上和/或上方形成有场绝缘膜的半导体衬底的栅极形成区域中形成栅极绝缘膜和栅电极。

本发明实施方式涉及横向DMOS器件，其可包括以下中至少一个：体二极管区，其中形成有包括第一导电类型体区和漏极区的第二导电类型阱区，第一导电类型体区和第二导电类型阱区构成体二极管，并且第一导电类型体区具有在第一导电类型半导体衬底上和/或表面上方的第一导电类型杂质区和源极区，其中，在第一导电类型半导体衬底上和/或上方形成有栅极绝缘膜和栅电极；以及保护二极管区，其中以预定间隔形成第一导电类型杂质区，第一导电类型体区和第二导电类型阱区构成保护二极管。

根据本发明的横向DMOS器件，可防止二极管器件损坏，并能改进击穿电压性能。另外，能够改进器件操作速度，由此能够提高半导体器件的产量。

附图说明

例图1示出了横向DMOS器件。

例图2示出了N型DMOS器件的等效电路。

例图3示出了使用功率DMOS器件的推挽式电流控制电路。

例图4示出了根据实施例的具有保护二极管的横向DMOS器件。

例图5示出了根据实施例的具有保护二极管的横向DMOS器件的等效电路。

例图6A至6E示出了根据实施例的用于制造具有保护二极管的横向DMOS器件的方法。

具体实施方式