[发明专利]横向扩散金属氧化物半导体器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种横向扩散金属氧化物半导体器件及其制备方法，包括：第一导电类型的衬底；第二导电类型的漂移区，位于第一导电类型的衬底内；纵向浮空场板阵列，包括若干个呈多行多列间隔排布的纵向浮空场板结构；纵向浮空场板结构包括设于沟槽内表面的介质层及填充于沟槽内的导电层，沟槽从第二导电类型的漂移区贯穿第二导电类型的漂移区并延伸至第一导电类型的衬底内；若干个第一导电类型的注入区域，位于第二导电类型的漂移区内，且位于各行相邻两纵向浮空场板结构之间。纵向浮空场板结构从第二导电类型的漂移区表面贯穿第二导电类型的漂移区并延伸至第一导电类型的衬底内，使得纵向浮空场板结构底部的电势被表面限制，从而提高了器件的稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种横向扩散金属氧化物半导体器件及其制备方法。

背景技术

对于横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)器件，为了提高器件的击穿电压(BV)，降低导通电阻RDS(on)，场板技术是一种较为常见的结构，即在漂移区内引入纵向浮空场板结构，以在提高器件耐压的同时降低其导通电阻。但是，由于纵向浮空场板结构中的深槽位于器件的导电沟道内，漂移区内的导电路径减少，器件工作时的电流流通的路径被阻挡，使得器件仍具有较高的导通电阻，即现有的横向扩散金属氧化物半导体器件通过引入纵向浮空场板结构只能一定程度的降低器件的导通电阻，降低幅度有限。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有新型的场板结构的横向扩散金属氧化物半导体器件及其制备方法，以提高器件的击穿电压并进一步降低器件的导通电阻。

为实现上述目的，本发明提供一种横向扩散金属氧化物半导体器件，包括：

第一导电类型的衬底；

第二导电类型的漂移区，位于所述第一导电类型的衬底内，所述第一导电类型和第二导电类型相反；

纵向浮空场板阵列，包括若干个呈多行多列间隔排布的纵向浮空场板结构，所述纵向浮空场板阵列的行方向为导电沟道的长度方向，列方向为所述导电沟道的宽度方向；所述纵向浮空场板结构包括设于沟槽内表面的介质层及填充于所述沟槽内的导电层，所述沟槽从所述第二导电类型的漂移区表面贯穿所述第二导电类型的漂移区并延伸至所述第一导电类型的衬底内；

若干个第一导电类型的注入区域，位于所述第二导电类型的漂移区内，且位于各行相邻两所述纵向浮空场板结构之间。

在上述示例中，纵向浮空场板结构从第二导电类型的漂移区表面贯穿第二导电类型的漂移区并延伸至第一导电类型的衬底内，使得横向扩散金属氧化物半导体器件表面和第一导电类型的衬底存在等势作用，纵向浮空场板结构底部的电势被表面限制，从而提高了器件的稳定性；纵向浮空场板结构中的导电层与第二导电类型的漂移区及第一导电类型的衬底之间具有一定厚度的介质层，这样第二导电类型的漂移区内的掺杂离子和纵向浮空场板结构之间的电荷更易平衡，电场分布的峰值从第一导电类型的衬底与第二导电类型的漂移区的交界处转移至第一导电类型的衬底中的纵向浮空场板结构的底部，可以有效避免器件在反向耐压时提前击穿；通过在各行相邻纵向浮空场板结构之间的第二导电类型的漂移区内形成第一导电类型的注入区域，可以在相邻两列纵向浮空场板结构之间形成超结结构，第一导电类型的注入区域与纵向浮空场板结构共同作用，辅助器件耗尽，在提高器件耐压的同时，提高器件的电流能力，降低器件的导通电阻；又各行相邻纵向浮空场板结构之间的注入区域的导电类型与第二导电类型的漂移区的导电类型相反，相当于在电路不导通的路径增加了第一导电类型的电荷，使得第二导电类型的漂移区内的掺杂浓度可以得到提升，从而进一步降低了器件的导通电阻。

在其中一个实施例中，所述第一导电类型的注入区域的宽度小于等于所述纵向浮空场板结构的宽度。

在上述示例中，第一导电类型的注入区域的宽度小于等于纵向浮空场板结构的宽度，可以确保第一导电类型的注入区域不会阻碍器件导通时电子的流动。