[发明专利]用于嵌入式存储器应用的横向扩散MOSFET

说明书

本申请涉及用于嵌入式存储器应用的横向扩散MOSFET。例如，提供一种特别适用于密集间距环境如集成存储器应用中的线驱动器的横向扩散MOSFET LDMOS设备架构。在一个实施方案中，例示性高压MOSFET设备包括：主体(第一导电类型的半导体)；源极区(第二导电类型的半导体)，所述源极区位于源极有效区域处并且在主体内或邻近主体定位；漂移区(第二导电类型的轻掺杂半导体)，所述漂移区邻近主体定位；以及栅极，所述栅极覆盖主体的至少一部分和漂移区的至少一部分以在源极区与漂移区之间形成可控沟道。为了增大漏极击穿电压，漂移区的宽度尺寸形成为充分小以使耗尽区延伸穿过漂移区的整个宽度。

技术领域

本公开一般来讲涉及集成电路电子器件，并且更具体地，涉及适用于驱动嵌入式存储器阵列的横向扩散MOSFET。

背景技术

金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是通常用于打开和关闭电源的半导体器件。MOSFET包括源极区、漏极区以及在源极区与漏极区之间延伸的主体。主体由薄介电层与栅极电极隔离，使得施加到栅极电极的电压可控制是否在源极区与漏极区之间形成导电沟道。当施加栅极电压并形成导电沟道时，MOSFET使电流能够通过设备(漏极区与源极区之间)，并受到导通状态电阻的影响。当不存在导电沟道时，设备阻止电流流动，直到达到漏极击穿电压。

理想的是，使导通状态电阻尽可能小，并同时使漏极击穿电压尽可能高，但传统上，这些参数必须彼此有所取舍。通过使用所谓的横向扩散MOSFET(LDMOS)设备，这种取舍约束已被弱化(但未消除)。此类设备在漏极侧采用轻掺杂，为宽的耗尽层提供高阻断电压。但耗尽层也从设备横向地延伸，设备必须隔开更远以保持击穿电压。这种间隔要求限制了此类设备在诸如嵌入式存储器之类的狭窄环境中的实用性。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种高压MOSFET设备，其特征在于：主体，所述主体为第一导电类型的半导体；源极区，所述源极区位于源极有效区域处并且在所述主体内或邻近所述主体定位，所述源极区为第二导电类型的半导体；漂移区，所述漂移区为所述第二导电类型的轻掺杂半导体，所述漂移区邻近所述主体定位；以及栅极，所述栅极覆盖主体的至少一部分和漂移区的至少一部分以在源极区与漂移区之间形成可控沟道，其中漂移区的被栅极覆盖的部分与半导体材料交界，从而在可控沟道关闭时形成具有相反地偏置的PN结的耗尽区，并且其中漂移区的宽度尺寸充分小以使耗尽区延伸穿过漂移区的整个宽度。

在一个实施方案中，高压MOSFET设备的特征在于漂移区的宽度尺寸充分小以允许耗尽区的各部分相遇，以便充分地耗尽漂移区的自由载子。

在一个实施方案中，高压MOSFET设备的特征还在于：第二导电类型的漏极区，所述漏极区定位在漂移区内并且充分地掺杂以提供与漏极触点的欧姆连接。

在一个实施方案中，高压MOSFET设备的特征在于漏极触点的宽度尺寸大于漏极区的宽度尺寸。

在一个实施方案中，高压MOSFET设备的特征在于漏极区的宽度尺寸小于漂移区的宽度尺寸，并且其中漏极触点的宽度尺寸大于漂移区的宽度尺寸。

在一个实施方案中，高压MOSFET设备的特征在于栅极具有覆盖源极有效区域的栅极触点。

在一个实施方案中，高压MOSFET设备的特征在于：第二导电类型的漏极区，所述漏极区定位在漂移区内并且充分地掺杂以提供与漏极触点的欧姆连接；以及栅极氧化物，所述栅极氧化物将栅极与主体和漂移区隔开；隔离体，所述隔离体在所述栅极与所述漏极区之间提供绝缘间隙，其中所述隔离体在具有氧化物填充物的所述漂移区中包括沟槽；以及横向扩散体，所述横向扩散体在源极区与可控沟道之间形成桥，其中源极区充分地掺杂以提供与源极触点的欧姆连接。