[发明专利]具有高安全工作区的横向功率器件

说明书

一种具有高安全工作区的横向功率器件，属于半导体技术领域。该横向功率器件包括第一导电类型掺杂衬底、第二导电类型漂移区、第一导电类型阱区、高电位电极接触区、低电位电极和高电位电极，其特征在于，还包括由n个沟槽型栅电极隔离开的(n+1)个体区，n≥2，(n+1)个体区位于第二导电类型漂移区之内、且与第一导电类型阱区相邻，(n+1)个体区内设置不同掺杂类型的接触区。本发明提供的一种具有高安全工作区的横向功率器件，相较于传统器件，具有更优秀的饱和特性，具有高安全工作区。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种具有高安全工作区的横向功率器件。

背景技术

功率IGBT和功率MOSFET是功率半导体器件的重要组成部分，广泛应用于功率电子电路中。近年来，随着器件尺寸的不断缩小，抑制短沟道效应，保证器件有较优的特性，克服体硅器件中寄生可控硅闩锁效应成为了亟待解决的难题。

LIGBT和LDMOS近年来发展迅速。横向器件结构的电极位于芯片的表面，电流采用横向流动方式，有利于与其他器件的相互集成。由于其器件的MOS沟道和源区位于P型阱中，降低了器件的阈值电压，有利于对器件的低压驱动，简化了功率器件的驱动电路。传统的LIGBT和LDMOS器件在导通态时，正向电压将增大，由于有效沟道长度调制效应产生的影响，传统LIGBT和LDMOS器件的沟道在工作电压较高时将出现夹断，使其器件的有效沟道缩短，而其有效沟道上的压降维持不变，这将导致沟道电流的增加，器件的饱和特性较差。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术中传统横向功率器件存在的缺陷，提供一种具有高安全工作区的横向功率器件。本发明横向功率器件具有更好的器件饱和特性，在不牺牲甚至能提高器件性能的同时，有效提高了安全工作区。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有高安全工作区的横向功率器件，包括第一导电类型掺杂衬底，位于第一导电类型掺杂衬底之上的第二导电类型漂移区，设置于第二导电类型漂移区两侧的第一导电类型阱区和高电位电极(阳极、漏极)接触区，位于第一导电类型阱区之上的低电位电极(阴极、源极)，位于高电极接触区之上的高电位电极(阳极、漏极)，其特征在于，所述横向功率器件还包括由n个沟槽型栅电极隔离开的(n+1)个体区，n≥2，(n+1)个体区位于第二导电类型漂移区之内、且与第一导电类型阱区相邻的，(n+1)个体区内设置不同掺杂类型的接触区：与第一导电类型阱区相邻的第一个体区内自左至右设置第一导电类型掺杂接触区、第二导电类型掺杂接触区，远离第一导电类型阱区的第(n+1)个体区内自左至右设置第二导电类型掺杂接触区、第一导电类型掺杂接触区，其余体区内自左至右设置第二导电类型掺杂接触区、第一导电类型掺杂接触区、第二导电类型掺杂接触区。

进一步地，所述第一导电类型阱区分别与低电位电极、第一导电类型掺杂衬底连接。

进一步地，所述远离第一导电类型阱区的第(n+1)个体区上表面还可以设置由金属化栅极和栅氧化层组成的平面栅结构，此时，远离第一导电类型阱区的第(n+1)个体区内自左至右设置第二导电类型掺杂接触区、第一导电类型掺杂接触区、第二导电类型掺杂接触区。

进一步地，所述具有高安全工作区的横向功率器件中，当第一导电类型为P型时，第二导电类型为N型；当第一导电类型为N型时，第二导电类型为P型。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的一种具有高安全工作区的横向功率器件，相较于传统器件，具有更优秀的饱和特性，具有高安全工作区。

附图说明

图1为本发明提供的一种具有高安全工作区的横向功率器件的结构示意图；

图2为实施例1提供的一种具有高安全工作区的LDMOS器件的剖面结构示意图；

图3为实施例2提供的一种具有高安全工作区的超结LDMOS器件的剖面结构示意图；