[发明专利]一种具有部分复合埋层的SOI耐压结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体功率器件耐压结构，特别涉及一种具有部分复合埋层的SOI耐压结构。

背景技术

绝缘体上的硅(Semiconductor On Insulator即SOI)是在上世纪80年代发展起来的新型结构的半导体衬底材料，其独特的结构特点克服了诸多常规体硅材料的不足。与体硅功率器件类似，制备在SOI衬底上的功率器件的击穿电压与导通电阻之间的矛盾也是学者们关注的焦点问题之一。同时由于埋氧层的存在，SOI器件自热效应较为严重，也引起广泛关注。

引自体硅中的RESURF(Reduced SURface Field,降低表面电场)技术是其中最常规的技术之一。图1为常规单RESURF(Single-RESRUF)SOI n沟道LDMOS器件结构,其中1为P/N衬底，2为n-有源顶硅层，3为埋氧层，8为衬底电极，9为漏电极，10为源电极，11为场氧，12为漏N+区，13为源N+区，14为源P+区，15为P-body区，16为栅电极。该结构当漂移区全部耗尽时，漂移区耗尽区电场与衬底耗尽区电场相互抵消，降低了表面电场，使击穿点由PN结表面转移到体内，达到提高击穿电压和降低比导通电阻的效果。根据RESURF技术，优化的漂移区浓度与有源顶硅层2及埋氧层3的厚度有关，有源顶硅层2厚度一定时，优化的漂移区浓度随着埋氧层3厚度的增大而减小。相关内容可见参考文献：Y.S.Huang,B.J.Baliga,Extension of resurf Principle to dielectrically isolated power devices,Proceeding of IEEE ISPSD’91,1991,pp.27-30。在此基础上，双RESURF(Double-RESURF)结构也被用于SOI衬底的功率器件当中。与单RESURF相比较，双RESURF是在漂移区表面加一个P-top层，该P-top层辅助耗尽N-漂移区，在满足RESURF条件时使得N-漂移区掺杂浓度进一步提高，从而获得更小的导通电阻。相关内容可见参考文献：R.P.Zingg,I.Weijland,H.V.Zwol,et al,850V DMOS-switch in silicon-on insulator with specific Ron 13Ω-mm2,IEEE International SOI Conference,2000,pp.62-63。另外，Triple-RESURF技术也被引入到SOI功率器件中，该技术是将P层埋入有源顶层硅内部，使得其辅助耗尽N-漂移区效应更为明显，获得更小的电阻。相关内容可见参考文献：X.R.Hu,B.Zhang,X.R.Luo,and Z.J.Li,“Analytical models for the electric field distributions and breakdown voltage of triple Resurf SOI LDMOS,”Solid-State Electron.,vol.69,pp.89-93,Mar.2012。