[实用新型]集成梳状栅纵向沟道SOI LDMOS单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域,具体涉及一种集成梳状栅纵向沟道 (VC)SOI（绝缘层上半导体） LDMOS（横向双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管）单元。

背景技术

SOI LDMOS是一种全介质隔离横向双扩散结构的功率器件，易于与其它SOI MOS器件和SOI CMOS电路集成，且有低成本、高增益和卓越的稳定性等优点，而被广泛应用于功率集成电路中。纵向沟道SOI LDMOS器件在漂移区一侧的缓冲区中设置漏极区。在漂移区的另一侧刻蚀深槽设置纵向栅介质层、多晶硅栅和金属栅电极。在临近纵向栅介质层的漂移区上部设置阱区。在阱区远离纵向栅介质层一侧设置阱接触区，紧邻纵向栅介质层一侧设置源区。在纵向栅介质层、多晶硅栅、介于阱区和漏极区之间的漂移区上部设置场氧化层并覆盖源区、阱区和漏极区的边缘。在紧密接触的源极区和阱区、漏极区和低阻多晶硅栅表面设置接触孔。导通时，其导电沟道位于纵向栅介质层右侧侧表面，故称为纵向沟道。该器件导通电流较小，通态电阻较大，输出能力较弱。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种集成梳状栅纵向沟道 (VC)SOI（绝缘层上半导体） LDMOS（横向双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管）单元。

本实用新型包括半导体衬底、隐埋氧化层、顶层半导体、栅电极、栅极接触孔、低阻横向梳状纵向多晶硅栅、横向梳状纵向栅介质层、源区、阱区、阱欧姆接触区、场氧化层、源区/阱区接触孔、源电极与源场板、缓冲区、台阶式漏极区、漏区接触孔、漏电极与漏场板；

隐埋氧化层将半导体衬底和顶层半导体完全隔离；在顶层半导体的一侧设置成一个同型较重掺杂半导体区，作为LDMOS的缓冲区，在另一侧上表面形成一个异型较重掺杂半导体区，作为LDMOS的阱区；

在阱区中靠近缓冲区一侧进行阱区的同型重掺杂形成阱区的欧姆接触区，欧姆接触区靠近缓冲区一侧的边缘与阱区靠近缓冲区一侧的边缘不重合且欧姆接触区被包含在阱区内；另一侧进行阱区的异型重掺杂形成LDMOS的源区；

将源区、阱区和顶层半导体中远离缓冲区的一侧，刻蚀成横向梳状深槽，并在槽内壁上生成一薄层绝缘介质作为横向梳状纵向栅介质层；

横向梳状纵向栅介质层外侧覆盖多晶硅层并进行N型重掺杂，形成低阻横向梳状纵向多晶硅栅；

在缓冲区的内部远离横向梳状纵向栅介质层一侧先刻蚀一个浅槽，在该浅槽中远离横向梳状纵向栅介质层一侧刻蚀一个深槽，然后裸露出来的缓冲区部分进行相同类型的重掺杂，形成LDMOS的台阶式漏极区；

位于阱区下面，且自横向梳状纵向栅介质层与顶层半导体的界面开始到缓冲区的边界为止的顶层半导体部分，作为LDMOS的漂移区；

在横向梳状纵向栅介质层、低阻横向梳状纵向多晶硅栅、源区靠近横向梳状纵向栅介质层的部分上表面形成场氧化层；同时阱区和漏极区之间的顶层半导体上表面形成场氧化层，且该场氧化层覆盖阱区和漏极区的边缘；

在低阻横向梳状纵向多晶硅栅所处深槽上表面开有栅极接触孔，淀积金属作为栅电极；在源区与阱区紧密接触部分的上表面开出源区/阱区接触孔，淀积金属层并在临近阱区一侧场氧化层上覆盖阱区和漂移区的上表面边缘作为源极和源场板；在台阶式漏极区上表面开出漏区接触孔，淀积金属层并在场氧化层上覆盖缓冲区和漏极区上表面边缘作为漏极和漏场板。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型使器件在导通态时，增加比导通沟道宽度(即增大沟道宽度与漂移区宽度之比)，一方面减小了沟道电阻，增强沟道电流注入；同时增强了漂移区电导调制效应而减小了漂移区通态电阻，从而在降低器件通态压降和功耗的同时提高了器件的输出电流能力。

附图说明

图1 为集成梳状栅纵向沟道SOI nLDMOS截面结构示意图；

图2 为集成梳状栅纵向沟道SOI nLDMOS俯视图；

图中，半导体衬底1、隐埋氧化层2、低阻横向梳状纵向多晶硅栅3、横向梳状纵向栅介质层4、阱区5、源区6、栅电极7、场氧化层8、源电极与源场板9、接触孔10、欧姆接触区11、顶层半导体12、漏电极与漏场板13、缓冲区14、漏极区15。

具体实施方式：