[实用新型]一种横向高压功率半导体器件

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体技术领域，具体的说涉及一种横向高压功率半导体器件。

背景技术

横向高压功率半导体器件要求具有高的击穿电压，低的导通电阻和低的开关损耗。其实现高的击穿电压，要求其用于承担耐压的漂移区具有长的尺寸和低的掺杂浓度，但为了满足器件低导通电阻，又要求作为电流通道的漂移区具有高的掺杂浓度。为了克服这一问题，目前提出了降低表面场技术，被广泛应用于高压器件的设计中，虽然有效地减小了导通电阻，但击穿电压和导通电阻之间的矛盾关系仍有待进一步改善。

实用新型内容

本实用新型所要解决的，就是针对上述问题，提出一种横向高压功率半导体器件。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种横向高压功率半导体器件，包括P型半导体衬底、N型半导体漂移区、P型半导体体区、P型半导体降场层、场氧化层、栅氧化层、多晶硅栅电极、金属前介质、N型半导体漏区、N型半导体源区、P型半导体体接触区、源极金属和漏极金属，所述N型半导体漂移区和P型半导体体区位于P型半导体衬底上层两端；所述N型半导体源区和P型半导体体接触区相互连接并位于P型半导体体区上层，其中N型半导体源区位于靠近N型半导体漂移区的一侧；所述源极金属位于N型半导体源区和P型半导体体接触区的上表面；所述P型半导体降场层位于N型半导体漂移区中；所述场氧化层位于N型半导体漂移区上表面；所述N型半导体漏区位于N型半导体漂移区上层远离P型半导体体区的一侧；所述漏极金属位于N型半导体漏区的上表面；所述栅氧化层位于部分N型半导体源区上表面及场氧化层与N型半导体源区之间的器件上表面，所述多晶硅栅电极位于栅氧化层的上表面并沿氧化层上表面向靠近N型半导体漏区的一侧延伸；所述源极金属和漏极金属之间的器件表面具有金属前介质；所述源极金属沿金属前介质上表面向靠近极金属的一侧延伸；所述漏极金属沿金属前介质上表面向靠近源极金属的一侧延伸；所述N型半导体漂移区中还具有N型半导体重掺杂层和N型半导体轻掺杂层；所述N型半导体重掺杂层位于P型半导体降场层与氧化层之间；所述N型半导体轻掺杂层位于P型半导体降场层正下方，所述P型半导体降场层的下表面与N型半导体轻掺杂层的上表面连接。

本实用新型的有益效果为，在保持高的击穿耐压的情况下，可以有效降低器件比导通电阻，同时减小横向高压期间源端的电场峰值，避免强场效应，提高器件的击穿电压。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种横向高压功率半导体器件，包括P型半导体衬底1、N型半导体漂移区2、P型半导体体区3、P型半导体降场层4、场氧化层6、栅氧化层7、多晶硅栅电极8、金属前介质9、N型半导体漏区10、N型半导体源区11、P型半导体体接触区12、源极金属13和漏极金属14，所述N型半导体漂移区2和P型半导体体区3位于P型半导体衬底1上层两端；所述N型半导体源区11和P型半导体体接触区12相互连接并位于P型半导体体区3上层，其中N型半导体源区11位于靠近N型半导体漂移区2的一侧；所述源极金属13位于N型半导体源区11和P型半导体体接触区12的上表面；所述P型半导体降场层4位于N型半导体漂移区2中；所述场氧化层6位于N型半导体漂移区2上表面；所述N型半导体漏区10位于N型半导体漂移区2上层远离P型半导体体区3的一侧；所述漏极金属14位于N型半导体漏区10的上表面；所述栅氧化层7位于部分N型半导体源区11上表面及场氧化层6与N型半导体源区11之间的器件上表面，所述多晶硅栅电极8位于栅氧化层7的上表面并沿氧化层6上表面向靠近N型半导体漏区10的一侧延伸；所述源极金属13和漏极金属14之间的器件表面具有金属前介质9；所述源极金属13沿金属前介质9上表面向靠近漏极金属14的一侧延伸；所述漏极金属14沿金属前介质9上表面向靠近源极金属13的一侧延伸；所述N型半导体漂移区2中还具有N型半导体重掺杂层51和N型半导体轻掺杂层52；所述N型半导体重掺杂层51位于P型半导体降场层4与氧化层6之间；所述N型半导体轻掺杂层52位于P型半导体降场层4正下方，所述P型半导体降场层4的下表面与N型半导体轻掺杂层52的上表面连接。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型的工作原理与传统的横向高压MOSFET类似，都是应用电荷平衡原理来提高器件的击穿电压。与传统横向高压期间器件相比，本实用新型提供的高压器件在N型半导体漂移区2中形成P型半导体降场层4，并在P型半导体降场层4上表面形成N型半导体重掺杂层51，在P型半导体降场层4下表面形成N型半导体轻掺杂层52。开态时，高浓度的重掺杂层51为高压期间提供了大量的多数载流子，在器件表面形成一个低阻的导电通道，可以极大地减小器件导通电阻，从而大大的降低工艺成本。关态时，漏极金属14加高压，P型半导体降场层4和P型半导体衬底1辅助耗尽N型半导体漂移区2和N型半导体轻掺杂层52，使得器件获得较大的击穿电压。同时，N型半导体重掺杂51可以调制漂移区2的表面电场，降低器件的源端电场，避免强场效应，防止器件提前击穿，进一步提高器件的耐压，从而缓解了横向高压MOSFET中耐压和比导通电阻的矛盾关系。