[发明专利]高压器件及其制造方法

说明书

相关引用

本发明要求2011 年 8 月 1 日在美国提交的第13/195,199 号专利申请的优先权和权益，并且在此包含了该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体器件，尤其涉及高压晶体管器件。

背景技术

高压晶体管广泛应用于各种工业电子设备及消费电子设备的集成高压电源管理电路中。这种高压电源管理电路的输入电压可能高到例如1000V，因此，当高压晶体管作为功率晶体管被应用于这种高压电源管理电路中时，其应该具有较高的击穿电压（breakdown voltage）以提高电源管理电路的工作稳定性，其同时应该具有较低的导通电阻（on-resistance）以改进电源管理电路的工作效率。

通常，可以通过增大高压晶体管中位于漏区与源区之间的漂移区的掺杂浓度来降低高压晶体管的导通电阻。然而，漂移区掺杂浓度的增大使其更难于被耗尽，从而会导致高压晶体管的击穿电压降低。因此，希望提供一种高压晶体管器件，其可以不必牺牲击穿电压便具有较低的导通电阻。

另外，应用于高压电源管理电路中的高压晶体管通常需要进行导通/关断的交替转换，其间该高压晶体管可能经受很大并且较快的漏源电压（drain-to-source voltage）变化。例如，当高压金属氧化物半导体晶体管（MOS晶体管）从导通状态切换到关断状态时，其漏极电压可能在非常短的时间内（比如，小于1ms）从一个较低的电压（比如，0V~20V之间）很快升高到较高的电压（比如，高于400V），这很可能会导致该高压MOS晶体管在切换过程中还未建立起具有和其稳态情况下一样高的承受高电压能力的情况下便被击穿了。因而，还希望提供一种高压晶体管器件，其能够在导通/关断的转换过程中经受住这种大而快的瞬态漏源电压变化而不被损坏，即该高压晶体管应该具有较高的动态击穿电压。

 

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明的实施例提供一种高压晶体管器件及其制造方法。

在本发明的一个方面，提出了一种高压晶体管器件，包括：半导体层，具有第一导电类型；源区，具有与该第一导电类型相反的第二导电类型，该源区形成于所述半导体层中；漏区，具有所述的第二导电类型，该漏区形成于所述半导体层中，与所述源区相分离；第一隔离层，位于源区和漏区之间的所述半导体层上；第一阱区，具有所述的第二导电类型，形成于所述漏区的外围，向所述源区延伸，但与所述源区相分离；栅区，位于靠近源区一侧的所述第一隔离层上；螺旋阻性场板，位于漏区和栅区之间的所述第一隔离层上，具有第一端和第二端；第一电介层，覆盖所述源区、漏区、第一隔离层、栅区及螺旋阻性场板；源电极，耦接所述源区和所述阻性场板的第一端；漏电极，耦接所述漏区和所述阻性场板的第二端；以及多个第一场板，围绕所述源电极排列于所述第一电介层上，从源电极开始，朝漏电极的方向延伸，其中，所述多个第一场板相互隔离，其中的起始场板与所述源电极连接，并且所述多个第一场板中的每一个均覆盖所述阻性场板中的一段或多段。

根据本发明的实施例，所述第一阱区包括多个具有所述第二导电类型的掺杂区，其中每个掺杂区具有与其余掺杂区不同的掺杂浓度。在一个实施例中，所述多个具有第二导电类型的掺杂区在离漏区最近到离漏区最远的方向上具有逐步降低的掺杂浓度。

根据本发明的实施例，所述高压晶体管器件可以进一步包括第二阱区，该第二阱区具有所述第一导电类型，并且形成于所述源区的外围。

根据本发明的实施例，所述高压晶体管器件可以进一步包括体接触区，形成于所述源区附近，具有所述第一导电类型，并且与所述源电极耦接。在另外的实施例中，所述高压晶体管器件可以进一步包括独立于源电极和楼电极的体接触电极，这时，所述体接触区可以耦接所述体接触电极，而不再耦接源电极。

根据本发明的实施例，所述高压晶体管器件可以进一步包括第三阱区，形成于所述第一阱区的下方，具有所述第一导电类型，并具有比所述半导体层更高的掺杂浓度。

根据本发明的实施例，所述螺旋阻性场板的第一端还可以耦接所述栅区，而不再耦接所述源电极及源区。

根据本发明的实施例，所述高压晶体管器件可以进一步包括厚介电层，覆盖所述第一阱区的一部分，将漏区横向地与栅区及源区隔离，其中，所述栅区的一部分可以延伸至所述厚介电层之上；并且所述阻性螺旋场板形成于所述厚介电层之上，而不再是形成于所述第一隔离层上。