[发明专利]具有瞬时剂量率辐射加固结构的横向SOI高压器件

说明书

本发明提供一种具有瞬时剂量率辐射加固结构的横向SOI高压器件，包括第二型掺杂杂质半导体衬底、第一型掺杂杂质漂移区、第二型掺杂杂质阱区、第二型掺杂杂质接触区、第一型掺杂杂质源区、第一型掺杂杂质阱区、第一型掺杂杂质漏区、栅氧化层、埋氧层、栅电极、源电极和漏电极；多个绝缘埋层覆盖第一型掺杂杂质漂移区和第二型掺杂杂质阱区的交界处；本发明提供的横向高压器件可减少瞬时光电流的产生并避免寄生效应引起器件的烧毁，以此来提高器件抗瞬时剂量率辐射的能力。

技术领域

本发明属于半导体功率器件领域，具体涉及一种具有瞬时剂量率辐射加固结构的横向SOI高压器件。

背景技术

以高压LDMOS为代表的可集成功率器件以易集成、开关速度快等优点广泛应用于各种电力电子系统中，在运载火箭、卫星、空间站等航空航天、军事国防领域占据重要地位。这些领域的电路系统在工作中经常面临着宇宙空间辐射或核爆等各种辐射的冲击，由此产生的瞬时剂量率辐射效应会在极短的时间内，在器件中引起较强的瞬态光电流。光电流在器件中流动可能导致错误信号的输出；引起寄生器件开启；情况更为严重时会使得器件烧毁，造成灾难性的后果。

发明内容

本发明针对瞬时剂量率辐射效应会在极短的时间内，在器件中引起较强的瞬态光电流的致使器件性能退化甚至失效的问题，提出了一种具有瞬时剂量率辐射加固结构的横向高压器件。该器件在漂移区和源端阱区形成的PN结部分增加部分氧化层，从而减少瞬时剂量率辐射产生的电子空穴对的数目，来降低光电流，有效地避免了寄生晶体管开启。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种具有瞬时剂量率辐射加固结构的横向SOI高压器件，包括第二型掺杂杂质半导体衬底30、所述第二型掺杂杂质半导体衬底30之上的埋氧层20、所述埋氧层20之上的第一型掺杂杂质漂移区40和第二型掺杂杂质阱区31；第一型掺杂杂质漂移区40形成于第二型掺杂杂质阱区31右侧；还包括第二型掺杂杂质阱区31内部的第二型掺杂杂质接触区32和第一型掺杂杂质源区42、所述第一型掺杂杂质漂移区40内右侧的第一型掺杂杂质阱区41、第一型掺杂杂质阱区41之中的第一型掺杂杂质漏区43，多个绝缘埋层覆盖第一型掺杂杂质漂移区40和第二型掺杂杂质阱区31的交界处；还包括第一型掺杂杂质漂移区40之中的浅槽隔离层21、形成于所述第二型掺杂杂质阱区31与第一型掺杂杂质漂移区40的上方的栅氧化层22、形成于所述栅氧化层22之上的栅电极51、形成于所述第二型掺杂杂质接触区32和第一型掺杂杂质源区42上方的的源电极50，形成于所述第一型掺杂杂质漏区43上方的漏电极52。

作为优选方式，所述多个绝缘埋层由上至下依次变厚，多个绝缘埋层位于第一型掺杂杂质漂移区40和第二型掺杂杂质阱区31交界处。

作为优选方式，所述多个绝缘埋层的左边缘延伸至源电极50正下方。

作为优选方式，所述第二型掺杂杂质阱区31和第一型掺杂杂质阱区41都不与埋氧层20相交；绝缘埋层中最靠近埋氧层20的第一绝缘埋层231形成于第二型掺杂杂质阱区31底部，第一绝缘埋层231左侧延伸至器件左侧边缘源电极50正下方，其余绝缘埋层左侧不延伸至器件左侧边缘源电极50正下方。

作为优选方式，所述的第一型掺杂杂质为施主型时，第二型掺杂杂质为受主型，此时，电极相对于源极偏置在正电位；所述第一型掺杂杂质为受主型时，第二型掺杂杂质为施主型，此时，电极相对于源极偏置在负电位。

作为优选方式，所述第一型掺杂杂质漏区43替换为第二型掺杂杂质集电区33，当替换为第二型掺杂杂质集电区33时，所述横向高压器件为横向绝缘栅双极性晶体管。

作为优选方式，绝缘埋层的材料为二氧化硅、高K或低K材料。

作为优选方式，所述栅氧化层22两侧分别与第一型掺杂杂质源区42和浅槽隔离层21相连，且部分覆盖第一型掺杂杂质源区42和浅槽隔离层21。