[发明专利]绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管

说明书

技术领域

本发明属于功率半导体器件领域，更具体的说，是关于一种适用于高压应用的绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管。

背景技术

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，而半导体功率器件的导通电阻和击穿电压等特性则决定了电力电子系统的效率、功耗等基本性能。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。随着绝缘体上硅的横向双扩散金属氧化物半导体晶体管的出现，它以普通横向双扩散金属氧化物半导体晶体管无法比拟的优点(功耗低、抗干扰能力强、集成密度高、速度快、消除闩锁效应)而得到学术界和工业界的广泛垂青。

然而正是由于绝缘体上硅的横向双扩散金属氧化物半导体晶体管被广泛用于高压应用领域，所以对其半导体晶体管之间的隔离技术的要求也就更加的严格，既要可以有效地进行半导体晶体管之间的隔离，又要尽量减小集成度，降低芯片的使用面积。

以前人们使用PN结进行绝缘体上硅的横向双扩散金属氧化物半导体晶体管之间的隔离，虽然这种方法与工艺兼容，简单易行，但是这种隔离要通过增加PN结的面积来提高抗穿通穿能力，所以耗费的芯片面积较大，不利于有效的进行芯片集成。

后来人们提出了深槽隔离技术，即利用深槽来有效地进行绝缘体上硅的横向双扩散金属氧化物半导体晶体管之间的隔离，由于深槽隔离结构中的氧化层可以承担很大的耐压，所以可以在较少的芯片面积下完成晶体管之间的隔离，但是随着深槽隔离技术研究的不断推进，人们逐渐发现在深槽隔离结构中靠近高压电源部分的氧化层边沿外侧的硅层容易发生击穿，这样就会造成晶体管的烧毁，所以要将深槽隔离结构与高压电源隔开一段距离，这显然也就增加了芯片面积的耗费。

发明内容

本发明提供了一种用于绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管，这个源极隔离槽结构可以有效的进行绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管之间的隔离，而且可以将隔离槽结构中靠近高压电源部分的氧化层边沿外侧的硅层的击穿点转移到隔离槽内部的多晶硅层，防止了晶体管的烧毁，同时该发明还有减少芯片的面积，提高集成度的作用。

本发明采用如下技术方案：

一种用于绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管，包括：半导体衬底，在半导体衬底上面设置有埋氧化层，在埋氧化层上设置由左氧化层、右氧化层以及左氧化层、右氧化层之间的多晶硅层构成的隔离深槽，在隔离深槽左右两边均是传统结构的绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管，这种绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管构成如下：在埋氧化层上设有P型半导体漂移区，在P型半导体漂移区上设有N型阱和P型漏区，在N型阱表面设有N型接触区和P型源区，在绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管表面的N型接触区和P型源区以及P型漏区以外的区域设有氧化层，在氧化层上设有多晶硅，而且在N型接触区和P型源区以及多晶硅层之间通过绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管表面的多晶硅层进行连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明中，在N型接触区和P型源区以及多晶硅层之间通过绝缘体上硅的P型横向双扩散金属氧化物半导体晶体管表面的多晶硅层进行连接，且多晶硅层覆盖了N型接触区、P型源区、右氧化层以及多晶硅层的表面区域，可以将多晶硅层延伸至左氧化层的部分区域，但是不能与隔离深槽左边的绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管表面区域相连接。因为隔离深槽右边的晶体管为高压P型金属氧化物半导体管，所以N型接触区和P型源区接高电压，由于多晶硅层的连接，从而使得右氧化层两边的电压几乎相等，不会出现压降，这样右氧化层外侧的硅层就不会发生击穿，所以就有效防止了隔离深槽右边的绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管的烧毁。

(2)在本发明中，由于多晶硅层的连接，使得多晶硅层上也为高电压，而隔离深槽左边为高压P型金属氧化物半导体管的P型漏区，所以接零电位，从而使得隔离深槽两边的电压完全由左氧化层承担，只要左氧化层足够厚，就不会使其击穿，那么即使多晶硅层击穿，产生的离子也会由于没有流通路径而被限制在多晶硅层中，并不会使得深槽两侧的晶体管烧毁。

(3)在本发明中，隔离深槽右边的绝缘体上硅的高压P型金属氧化物半导体管的N型接触区与隔离深槽的右氧化层紧贴在一起，减少了隔离区域的面积，从而有效地降低了芯片的面积，提高了集成度。