[实用新型]一种改进型平面MOS器件

说明书

本实用新型公开了一种改进型平面MOS器件，该器件通过在同一个单胞内设置两个P型阱区，使得相邻两个单胞的P型阱区能够形成交叉P型阱区，使得掺杂有P型阱区的部分底部趋于形成一个平面，而不是传统的单独的P型阱区形成的一个个柱状结；通过优化体区注入形貌，采取两次P型阱区注入使得P型阱区底部与外延层形成平面结；其结构新颖，提升了平面MOS器件的击穿电压，提升器件性能；整个该器件的制作工艺简单，无需增加额外的制造成本。

【技术领域】

本实用新型属于半导体功率器件技术领域，具体涉及一种改进型平面MOS器件。

【背景技术】

众所周知，普通的MOSFET只适合于漏极和源极击穿电压较低的情况，实际中一般电压限制在10V～30V的情况，这主要受到普通MOSFET结构的限制，首先在高漏源电压的应用当中需要的沟道长度很长，而沟道长度的增加又会带来不可接受的沟道电阻，更增加了器件面积。其次如漏源电压越高漏极和源极界面处栅氧化层处的电场强度越强，这就要求具有更厚的栅氧化层，从而对器件的阈值电压产生严重的影响。

双扩散MOS结构(DMOS)的出现解决了传统MOSFET承受高压能力不足的问题。首先诞生的是横向DMOS(即LDMOS)，该结构是在沟道和高掺杂的漏极间增加一个低掺杂的N^-漂移区。因此，LDMOS的阻断电压主要取决于漂移区的宽度和掺杂浓度，当需求耐压较高时，则必须增加漂移区宽度和降低掺杂浓度，这将导致器件面积的进一步增大，增加生产成本。

而另一种VDMOS结构显然比LDMOS更具优势，芯片有效利用面积更高。其沟道部分是由同一窗口的两次注入经扩散后形成，通过离子注入的能力和角度的选择即可控制沟道的长短，可形成较短的沟道，工艺完全与普通MOSFET结构兼容，可采用自对准工艺，生产过程简单，成本低。因此其具有高输入阻抗和低驱动功率、开关速度快以及温度特性好等技术特点。对于VDMOS器件其阻断电压除受外延层厚度和掺杂浓度控制之外，还主要受体区注入后的扩散形貌决定。如果体区注入采用传统的单次注入，经过退火推阱工艺后，由于受到不同方向离子扩散速率的影响，其体区的底部将与外延层形成柱面结，从而造成器件会提前在底部击穿；另一方面，传统的注入点在同一个单胞内往往只有一个，更易形成柱面结。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种改进型平面MOS器件。该器件通过优化体区注入形貌，采取同一单胞内两点体区注入使得体区底部与外延层形成平面结，进而改善VDMOS器件的击穿电压，提升器件性能。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种改进型平面MOS器件，由若干个相邻的单胞并列组成，每一个单胞从下至上依次包括N⁺单晶硅衬底、N^-外延层、中间层和源区金属层；每一个单胞的N^-外延层内部的顶部设置有第一P型阱区和第二P型阱区，同一单胞内第一P型阱区与第二P型阱区之间为N^-外延层；每一个第一P型阱区与相邻单胞的第二P型阱区区域交叉形成交叉P型阱区；所述中间层包括交错布置且相互接触的接触金属区和绝缘介质氧化区。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，所述N⁺单晶硅衬底的下表面固定设置有背面漏区金属层。

优选的，每一个第一P型阱区和第二P型阱区内均设置有一个N⁺源极区，且每一个N⁺源极区在交叉P型阱区外。

优选的，N⁺源极区的顶部均与接触金属区的底部和绝缘介质氧化区的底部接触。

优选的，绝缘介质氧化区内设置有栅氧化层，栅氧化层的底部和N^-外延层、第一P型阱区及第二P型阱区的顶部均接触，栅氧化层的四周被绝缘介质氧化区包裹。