[发明专利]具有低Rsp*Qg乘积的横向扩散MOSFET

说明书

一种改进的横向扩散MOSFET(LDMOS)装置实现独立于其它装置参数调节一些装置参数的能力和/或提供具有显著地改进装置性能的部件尺寸的装置架构。所述LDMOS装置包括阶梯状栅极，所述阶梯状栅极具有：在主体区上方的具有薄栅极绝缘体的第一部分；以及在漂移区的部分上方的具有厚栅极绝缘体的第二部分。在一些实施方案中，栅极屏蔽件设置在所述漂移区的另一部分上方以减小所述LDMOS装置的栅极‑漏极电容。在一些实施方案中，所述LDMOS装置具有约5至8mOhm*mm²的比电阻(Rsp)、约1.9至2.0nC/mm²的栅极电荷(Qg)以及约10至15mOhm*nC的Rsp*Qg乘积优值。

背景技术

横向扩散MOSFET(LDMOS)装置是针对低导通电阻和高阻断电压设计的不对称功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。 LDMOS装置通常用作电力转换器集成电路以及其它应用中的切换功率FET。

比电阻Rsp、栅极电荷Qg、Rsp*Qg乘积优值(FOM)、源极-漏极击穿电压BVdss和安全操作区(SOA)是影响LDMOS装置的性能、效率和可靠性特性的重要装置参数、操作特性或设计考虑等。较低的Rsp*Qg乘积FOM例如通常会在电力转换器应用中导致更好的电力转换效率，通常用于较高切换频率的应用。因此，电力转换器应用中对更多电力转换、更低电力损失和/或更高性能效率的演进设计要求例如已导致了LDMOS装置设计和性能的改进。然而，装置参数之间存在各种取舍。此等取舍通常会限制针对任何给定设计简化选择、挑选、调整或调节这些参数的能力。

发明内容

根据一些实施方案，一种改进的横向扩散MOSFET(LDMOS)装置(所述装置实现了独立于其它装置参数调节一些装置参数的能力和/ 或提供具有显著地改进装置性能的部件尺寸的装置架构)包括源极区、漏极区、主体区、漂移区、阶梯状栅极、第一栅极绝缘体区、第二栅极绝缘体区和栅极屏蔽件。所述主体区是在所述源极区与所述漏极区之间。所述漂移区是在所述主体区与所述漏极区之间。所述阶梯状栅极具有设置在所述主体区上方的第一部分和设置在所述漂移区的第一部分上方的第二部分。所述阶梯状栅极的所述第一部分与所述第二部分是彼此连续的。所述第一栅极绝缘体区是在所述阶梯状栅极的所述第一部分与所述主体区之间。所述第一栅极绝缘体区具有第一厚度。所述第二栅极绝缘体区是在所述阶梯状栅极的所述第二部分与所述漂移区的所述第一部分之间。所述第二栅极绝缘体区具有比所述第一厚度大的第二厚度。所述栅极屏蔽件的第一部分设置在所述阶梯状栅极与所述漏极区之间的所述漂移区的第二部分上方以减小所述横向扩散MOSFET装置的栅极-漏极电容。

在一些实施方案中，一种改进的LDMOS装置包括源极区、漏极区、主体区、漂移区、阶梯状栅极、第一和第二栅极绝缘体区。所述主体区是在所述源极区与所述漏极区之间。所述漂移区是在所述主体区与所述漏极区之间。所述阶梯状栅极具有彼此相邻并且连续的第一部分和第二部分。所述第一栅极绝缘体区是在所述阶梯状栅极的所述第一部分与所述主体区之间。所述第二栅极绝缘体区是在所述阶梯状栅极的所述第二部分与所述漂移区的至少第一部分之间。所述横向扩散MOSFET装置具有约5至8mOhm*mm²的比电阻(Rsp)、约1.9至2.0nC/mm²的栅极电荷(Qg)以及约10至15mOhm*nC的Rsp*Qg乘积优值。

附图说明

图1示出根据一些实施方案的改进的横向扩散MOSFET (LDMOS)装置。

图2是根据一些实施方案的结合了图1中所示的LDMOS装置的示例性电力转换器电路的简化示意图。

图3和图4示出现有技术的LDMOS装置。

图5是根据一些实施方案的制造图1中所示的LDMOS装置的示例性方法的简化流程图。

具体实施方式