[发明专利]一种栅控双极-场效应复合元素半导体基横向双扩散金属氧化物半导体晶体管

说明书

本发明公开一种栅控双极‑场效应复合元素半导体基横向双扩散金属氧化物半导体晶体管，该器件的衬底为元素半导体材料，所述基区接触的表面形成基极，所述基极与源极隔离，与栅极电连接，满足：栅极接入电压时，基区获得的电压使得器件寄生的双极型晶体管开启，代替传统的元素半导体横向双扩散晶体管中基区与源区短接的电极连接方式。与传统器件相比，本发明在保证器件具有相同击穿电压的同时，大幅度提高器件的导通电流，降低器件的导通电阻。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，具体涉及一种横向双扩散晶体管。

背景技术

横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(Lateral Double-diffused MOSFET，简称LDMOS)具有易集成，热稳定性好，较好的频率稳定性，低功耗，多子导电，功率驱动小，开关速度高等优点是智能功率电路和高压器件的核心。由于便携式电源管理和汽车电子产品的市场需求日益增长，在全球范围内受到越来越多的关注。

传统的LDMOS采用的基区与源区之间短接的电极连接方式。在关断状态下，器件基区和源区均接地，可防止由源区，基区和漂移区之间寄生的双极型晶体管开启使得器件发生二次击穿，降低击穿电压。但在开启状态下，由于基区与源区短接，寄生的双极型晶体管依然没有开启，器件只能在正常开启的沟道中导电。

发明内容

本发明提出了一种栅控双极-场效应复合元素半导体基横向双扩散金属氧化物半导体晶体管，旨在不影响击穿特性的前提下，进一步降低器件的导通电阻,改善晶体管的导通性能。

本发明的技术方案如下：

该栅控双极-场效应复合元素半导体基横向双扩散金属氧化物半导体晶体管，包括：

半导体材料的衬底；

在所述衬底上生成的外延层；

在所述外延层上形成的基区和漂移区；

在所述基区上形成的基区接触和源区以及相应的沟道；

在所述漂移区上形成的漏区；

栅绝缘层，覆盖所述沟道以及漂移区靠近沟道的部分(而靠近漏区的部分主要是作为钝化层)；

栅极，位于栅绝缘层表面；

源极，位于源区表面；

漏极，位于漏区表面；

其特殊之处在于：

所述衬底为元素半导体材料，所述基区接触的表面形成基极，所述基极与源极隔离，与栅极电连接，满足：栅极接入电压时，基区获得的电压使得器件寄生的双极型晶体管开启。

基极与栅极之间的连接材料可以是导体材料(例如铜或铝)，使得栅极接入电压时基极与栅极电位一致。

基极与栅极之间的连接材料也可以是半导体材料(例如半绝缘多晶硅)；使得基极接入电压时基极电位大于栅极电位，栅极接入电压时栅极电位大于基极电位。

进一步的，所述元素半导体材料为硅或锗，衬底的掺杂浓度为1×10¹³cm^-3～1×10¹⁵cm^-3。

进一步的，所述漂移区的材料为硅或锗，漂移区的掺杂浓度为1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁶cm^-3。

进一步的，所述基区接触的掺杂浓度为1×10²⁰cm^-3。

本发明技术方案的有益效果如下：