[实用新型]一种金属氧化物半导体场效应晶体管单元

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，涉及一种具有纵向沟道(Vc)和栅场板、台阶式体漏极SOI(绝缘层上半导体)LDMOS(横向双注入金属一氧化物一半导体场效应晶体管)单元。

背景技术

SOI LDMOS器件由于其较小的体积、重量，较高的工作频率、温度和较强的抗辐照能力，较低的成本和较高的可靠性，作为无触点高频功率电子开关或功率放大器、驱动器在智能电力电子、高温环境电力电子、空间电力电子、交通工具电力电子和射频通信等技术领域具有广泛应用。常规的SOI  nLDMOS是在SOl衬底的n漂移区上形成场氧化层；在近源极端采用双离子注入多晶硅白对准掺杂技术形成短沟道nMOSFET及多晶硅栅场板，附加p+离子注入掺杂实现p-we l接触；由多晶硅栅引出栅极金属引线，n+p+区引出源极金属引线；在近漏极端通过磷离子注入掺杂形成n型缓冲区，在该掺杂区进行大剂量高能磷、砷离子注入形成漏极区并引出金属漏极。该SOI LDMOS器件导通时，其导电沟道位于顶层正表面，且为横向沟道，栅场板覆盖于较厚的栅氧化层上，导致通态电流向漂移区正表面集中，扩展电阻大，漂移区电导调制效应不均匀，通态电阻大，通态压降高，通态电流小，而通态功耗高，器件工作效率低，温升快，不利于提高器件和系统可靠性、节省能源与保护环境。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有纵向沟道、纵向栅场板、台阶式体漏极和场终止缓冲区的SOI LDMOS单元。该器件单元在导通态时，漂移区电流被引导沿漂移区纵向均匀分布，明显改善扩展电阻、电导调制效应均匀性，从而显著改善SOI LDMOS器件通态电流、压降、功耗和断态耐压等性能及耐高温等可靠性。

为解决上述技术问题，主要采取以下技术方案：

一种金属氧化物半导体场效应晶体管单元，包括半导体基片，隐埋氧化层将所述半导体基片分为上下两部分，所述下部为衬底，所述上部为顶层半导体；顶层半导体上设置栅极、源极、漂移区、漏极,所述的栅极、源极短接;在半导体基片的硅片两面设正极面铝钛镍银金属层、负极面铝钛镍银金属层,所述栅极嵌入正极面铝钛镍银金属层的底面,所述漏极接触负极面铝钛镍银金属层的顶面。

一种金属氧化物半导体场效应晶体管单元，包括半导体基片，隐埋氧化层将所述半导体基片分为上下两部分，所述下部为衬底，所述上部为顶层半导体。

优选的，顶层半导体的一侧设置成一个缓冲区，另一侧具有深槽，所述槽的槽壁设置一纵向栅介质层。

进一步的，所述纵向栅介质层的顶层半导体上表面设置一阱区，所述纵向栅介质层一侧设置一源区。

在所述缓冲区的内部远离纵向栅介质层一侧设置一个浅槽，所述浅槽中远离栅介质层一侧设置一个深槽。

本实用新型由于将集成SOI LDMOS的沟道方向由横向变为纵向，增加了纵向栅场板，同时将表面漏极变为体漏极，横向栅场板被源场板取代，并且采用了场终止缓冲区，一方面消除了器件导通时通态电流向漂移区正表面集中的不良效应，降低了扩展电阻，改善了漂移区电导调制效应，提高了态电流，降低了通态电阻和通态压降，从而降低了通态功耗；另一方面可以以较短的漂移区获得较高的断态耐压，显著减弱器件层纵向断态耐压限制，将器件断态时的纵向压降基本上转移到隐埋氧化层上，减小芯片面积，改善器件耐高温特性。本实用新型采用MOS工艺结构设计制造,根据MOC场效应晶体管P沟道器件效应原理,设计成柵-源短路新型结构。正向导通压降小、正向导通功耗及发热量小、电流通过能力强、反向漏电流小、反向高温特性好和具有较强抗静电抗雷电能力。

附图说明

图l为本实用新型的单元结构截面示意图；

图2为本实用新型的单元结构版图示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型的技术方案进行详细的阐述。

如图l和图2所示，为解决上述技术问题，主要采取以下技术方案：

一种金属氧化物半导体场效应晶体管单元，包括半导体基片，隐埋氧化层将所述半导体基片分为上下两部分，所述下部为衬底，所述上部为顶层半导体；顶层半导体上设置栅极、源极、漂移区、漏极,所述的栅极、源极短接;在半导体基片的硅片两面设正极面铝钛镍银金属层、负极面铝钛镍银金属层,所述栅极嵌入正极面铝钛镍银金属层的底面,所述漏极接触负极面铝钛镍银金属层的顶面。