[发明专利]包括具有多个介电区段的垂直栅的LDMOS晶体管及相关方法

权利要求书

1.一种横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管，包括：

硅半导体结构；以及

垂直栅，该垂直栅包括：

栅导体，该栅导体从该硅半导体结构的第一外表面延伸进入该硅半导体结构中；以及

栅电介质层，该栅电介质层包括至少三个介电区段，这至少三个介电区段中的每一个介电区段将该栅导体与该硅半导体结构分隔开相应的分隔距离，这些相应的分隔距离中的每一个与这些相应的分隔距离中的另一个彼此不相同。

2.如权利要求1所述的LDMOS晶体管，其中：

该硅半导体结构包括：

基底层，

沿厚度方向布置在该基底层上的n型层，

布置在该n型层中的p型体区，

p+源区和n+源区，这些区均被布置在该p型体区中，以及

布置在该n型层中的n+漏区；

该栅导体从该硅半导体结构的该第一外表面沿该厚度方向延伸进入该n型层中；并且

该栅导体沿正交于该厚度方向的横向方向被布置在该n+源区与该n+漏区之间。

3.如权利要求2所述的LDMOS晶体管，进一步包括：

源极，该源极被布置在该硅半导体结构的该第一外表面上并且接触该p+源区和该n+源区中的每一个；

漏极，该漏极被布置在该硅半导体结构的该第一外表面上并且接触该n+漏区；以及

栅极，该栅极被布置在该硅半导体结构的该第一外表面上并且接触该栅导体。

4.如权利要求2和3中任一项所述的LDMOS晶体管，这至少三个介电区段包括：

第一介电区段，该第一介电区段将该栅导体与该n型层的漏部分沿该横向方向分隔开第一分隔距离t₁；

第二介电区段，该第二介电区段将该栅导体与该n型层的阱部分沿该厚度方向分隔开与该第一分隔距离t₁不同的第二分隔距离t₂；以及

第三介电区段，该第三介电区段将该栅导体与该p型体区分隔开与该第一分隔距离t₁和该第二分隔距离t₂中的每一个不同的第三分隔距离t₃。

5.如权利要求4所述的LDMOS晶体管，其中：

该n型层的该漏部分被布置成(a)沿该厚度方向位于该n+漏区下方并且(b)沿该横向方向位于该垂直栅旁边；并且

该n型层的该阱部分沿该厚度方向被布置在该垂直栅下方。

6.如权利要求4和5中任一项所述的LDMOS晶体管，其中，该第二介电区段进一步将该栅导体与该n型层的源部分沿该横向方向分隔开该第二分隔距离t₂。

7.如权利要求6所述的LDMOS晶体管，其中，该n型层的该源区被布置成(a)沿该厚度方向位于该p型体区下方并且(b)沿该横向方向位于该垂直栅旁边。

8.如权利要求4至7中任一项所述的LDMOS晶体管，其中，该第三分隔距离t₃小于该第一分隔距离t₁和该第二分隔距离t₂中的每一个。

9.如权利要求4和5中任一项所述的LDMOS晶体管，这至少三个介电区段进一步包括第四介电区段，该第四介电区段将该栅导体与该n型层的源部分沿该横向方向分隔开第四分隔距离t₄，该第四分隔距离与该第一分隔距离t₁、该第二分隔距离t₂、以及该第三分隔距离t₃中的每一个不相同。

10.如权利要求9所述的LDMOS晶体管，其中，该n型层的该源区被布置成(a)沿该厚度方向位于该p型体区下方并且(b)沿该横向方向位于该垂直栅旁边。