[发明专利]一种抗辐照LDMOS器件

说明书

一种抗辐照LDMOS器件，属于功率器件技术领域。本发明提出的LDMOS器件包括p型衬底，p型衬底中设置p阱、n型漂移区和场氧，p阱下设置有第一p+掩埋层，p阱中设置源极；n型漂移区中形成n阱，n阱中设置漏极；n型漂移区和源极之间的p阱上表面设置栅极；n型漂移区外部设置第二p+掩埋层形成隔离环；源极和栅极通过p阱与场氧隔离开，提高了LDMOS的抗总剂量效应TID的特性，从而实现抗辐照；p阱靠近所述场氧的一侧设置p+掺杂区，有效减少了有源区扩展的面积；本发明与传统的工艺完全兼容，工艺简单，具有耐高压和易于集成的特点。

技术领域

本发明属于功率器件技术领域，涉及一种抗辐照LDMOS器件。

背景技术

LDMOS晶体管由于是横向结构，并且电极均在表面，在大规模集成电路中很容易实现兼容性，同时其由于高耐压的特性在微电子领域中的地位也越来越重要。LDMOS有条形LDMOS和圆形LDMOS之分，与圆形LDMOS相比，条形LDMOS面积小，并且容易避免高压互联的问题，因此国内大部分公司多采用条形LDMOS，本发明以条形LDMOS进行说明。图1所示是条形LDMOS的俯视图，图2是图1所示条形LDMOS在C-C’方向上的剖面图，其中为了抑制寄生电流的产生将栅极一部分设置在场氧上，栅极、源极和漏极与场氧接触，长的n型漂移区(Ndrift)可以起到耐高压的作用。

当LDMOS晶体管在辐射环境中，特别是在航天领域中，由于绝缘层不断累积氧化层固定电荷和界面态陷阱电荷，从而导致半导体器件的性能退化，这种现象叫做总剂量效应(TID效应)，总剂量效应会引起LDMOS晶体管的寄生沟道的产生，导致泄漏电流增加等问题。但是随着工艺的发展，栅氧化层越来越薄，薄的栅氧化层的抗辐照特性也越来越强，因此在LDMOS管沟道边沿的场氧化层与LDMOS会形成寄生沟道，如图3所示是LDMOS中产生寄生沟道的示意图，并且由于场氧化层比较厚，因此受辐照的影响很大，会使得场氧化层下形成寄生沟道的阈值电压越来越小，从而在场氧化层与LDMOS晶体管沟道边缘形成漏电通道，产生侧向漏电，从而使得整个LDMOS管的功耗增加，LDMOS管可能会发生异常，甚至失效。

发明内容

针对上述传统LDMOS管中由于场氧化层与LDMOS形成寄生沟道在栅下产生总剂量效应TID的区域，本发明提出一种抗辐照LDMOS器件，通过扩展栅下有源区，使得栅极和源极与场氧隔离开，以提高抗总剂量效应TID，实现抗辐照；该器件结构与传统的LDMOS管的工艺完全兼容，不需要增加额外的掩模和工艺步骤，能够适用于大规模集成。

本发明所采用的技术方案是：

一种抗辐照LDMOS器件，包括p型衬底，所述p型衬底中设置p阱、n型漂移区和场氧，所述p阱下设置有第一p+掩埋层，所述p阱中设置源极；所述n型漂移区中形成n阱，所述n阱中设置漏极；所述n型漂移区和源极之间的p阱上表面设置栅极；所述n型漂移区外部设置第二p+掩埋层形成隔离环；

所述源极和栅极通过p阱与所述场氧隔离开。

具体的，所述p阱靠近所述场氧的一侧设置p+掺杂区。

具体的，所述p+掺杂区不进行电位连接。

具体的，所述p阱中源极远离栅极的一侧设置p+基区。

本发明的有益效果是：通过扩展栅下有源区将栅源与场氧隔离，提高了LDMOS的抗总剂量效应TID的特性，从而实现抗辐照；设置p+掺杂区减少了有源区扩展的面积；本发明与传统的工艺完全兼容，工艺简单，具有耐高压和易于集成的特点。

附图说明

图1是传统LDMOS的俯视图。

图2是图1所示LDMOS结构中从C-C’方向的剖面图。

图3是传统LDMOS中产生寄生沟道的示意图。