[发明专利]具有混合导电模式的横向功率器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有混合导电模式的横向功率器件，包括从下至上依次设置的P型衬底(1)，埋氧化层(2)和N型漂移区(3)；所述N型漂移区(3)内部一端设有P型基区(4)，另一端设有N型缓冲区(8)；所述P型基区(4)内部上方设有N型源区(5)和P型接触区(6)，所述N型缓冲区(8)内部上方设有P型集电极区(9)；所述P型接触区(6)和部分N型源区(5)上方具有发射极(10)；所述P型集电极区(9)部分上表面具有集电极(12)；所述P型基区(4)上方还设置有栅介质层(7)，所述栅介质层(7)上方具有栅电极(11)，所述栅介质层(7)和栅电极(11)组成的栅极结构的长度大于P型基区(4)表面的长度，栅极结构两端分别与N型源区(5)上表面和N型漂移区(3)上表面相接触；其特征在于：所述N型漂移区(3)表面具有N型条(13)和P型条(14)，所述N型条(13)和P型条(14)在器件漂移区表面垂直于沟道长度方向相间排列，所述N型条(13)和P型条(14)下方漂移区中具有P型RESURF层(16)；所述N型条(13)、P型条(14)和P型RESURF层(16)三者与N型缓冲区(8)之间具有介质槽结构(17)；所述N型条(13)在靠近介质槽结构(17)一侧上表面具有电极(15)，所述电极(15)与集电极(12)相连；所述N型条(13)和P型条(14)的浓度大于所述N型漂移区(3)的浓度；所述介质槽结构(17)的深度不小于N型条(13)、P型条(14)和P型集电极区(9)的深度；所述N型条(13)、P型条(14)二者与P型RESURF层(16)之间还具有N型层(18)，所述N型层(18)的浓度大于所述N型漂移区(3)的浓度。

2.根据权利要求1所述的具有混合导电模式的横向功率器件，其特征在于：所述P型RESURF层(16)、N型条(13)和P型条(14)均不与P型基区(4)相接触，所述N型条(13)、P型条(14)的浓度不小于P型RESURF层(16)的浓度。

3.根据权利要求1所述的具有混合导电模式的横向功率器件，其特征在于：所述P型RESURF层(16)由浓度从左到右依次减小的第一子区域(161)、第二子区域(162)和第三子区域(163)组成。

4.根据权利要求1所述的具有混合导电模式的横向功率器件，其特征在于：所述N型漂移区(3)由浓度从左到右依次增加的第一掺杂区(31)和第二掺杂区(32)组成。

5.根据权利要求1所述的具有混合导电模式的横向功率器件，其特征在于：所述N型条(13)的宽度从左到右逐渐增加，P型条(14)的宽度从左到右逐渐减小；或者N型条(13)的浓度从左到右逐渐增加，P型条(14)的浓度从左到右逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的具有混合导电模式的横向功率器件，其特征在于：器件的MOS结构是沟槽型结构。

7.根据权利要求1所述的具有混合导电模式的横向功率器件，其特征在于：器件的MOS结构是平面结构和沟槽型结构共同组成的双栅复合结构。

8.根据权利要求1所述的具有混合导电模式的横向功率器件，其特征在于：介质槽结构(17)直接与P型集电极区(9)相接触，N型缓冲区(8)仅在P型集电极区(9)下方，并且介质槽结构(17)的深度大于P型RESURF层(16)和N型缓冲区(8)的深度。

9.权利要求1至8任意一项所述具有混合导电模式的横向功率器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步：选取绝缘体上硅材料，其中衬底厚度300～500微米，掺杂浓度为10¹⁴～10¹⁵个/cm³，位于衬底上的埋氧化层的厚度为0.5～3微米，SOI层厚度为5～20微米；

第二步：光刻，在硅片表面右侧区域通过离子注入N型杂质并退火制作N型缓冲区，形成的N型缓冲区的厚度为2～4微米；

第三步：硅片表面热氧化并淀积栅电极材料，光刻，刻蚀部分栅电极材料和栅氧化层形成栅电极；

第四步：光刻，在硅片表面漂移区左侧通过离子注入P型杂质并退火制作P型基区，形成的P型基区的厚度为2～3微米；

第五步：光刻，在硅片表面漂移区中间通过高能离子注入P型杂质形成P型RESURF层；

第六步：光刻，在硅片表面漂移区中间通过离子注入N型杂质并退火制作N条区，形成的N条区的宽度为0.5～1微米；

第七步：光刻，在硅片表面漂移区中间通过离子注入P型杂质并退火制作P条区，形成的P条区的宽度为0.5～1微米；

第八步：光刻，刻蚀并填充介质形成介质槽，形成的介质槽的深度不小于P型集电区的深度；

第九步：光刻，分别在硅片表面左侧区域通过离子注入N型杂质和P型杂质并退火制作N型源区和P型接触区，形成的N型源区和P型接触区的厚度为0.2～0.3微米；

第十步：光刻，在硅片表面右侧区域通过离子注入P型杂质并退火制作P型集电区，形成的P型集电区的厚度为0.3～0.5微米；

第十一步：淀积并光刻、刻蚀介质层形成介质层；

第十二步：淀积并光刻、刻蚀金属在器件表面形成金属发射极、金属集电极；即制备得到具有混合导电模式的横向功率器件。