[发明专利]一种具有多个三角形埋层的绝缘层上硅LDMOS晶体管

说明书

本发明公开了一种具有多个三角形埋层的绝缘层上硅LDMOS晶体管，衬底层上面为全埋氧层；全埋氧层上面为硅膜层；硅膜层包括源区、硅体、漂移区、漏区和多个三角埋氧层；源区和硅体位于硅膜层一侧，硅体包围源区，且源区位于硅膜层顶部；漏区位于硅膜层另一侧顶部；漏区、硅体和多个三角埋氧层之间的区域为漂移区；多个三角埋氧层位于全埋氧层上方；沟道由源区和漂移区之间的硅体提供；栅氧化层位于沟道和漂移区上方；扩展氧化层位于漂移区上方；扩展氧化层和栅氧化层的两个相邻侧面接触；栅氧化层被栅电极全部覆盖，扩展氧化层被栅电极部分覆盖；源电极位于源区上方，漏电极位于漏区上方。本发明的击穿电压和导通电阻性能更加优越。

技术领域

本发明属于半导体高压功率集成电路用器件领域，具体涉及一种基于绝缘层上硅(Silicon-On-Insulator,SOI)衬底，且同时具有多个三角形埋氧层(Multiple TriangleBuried Oxide Layer,MTBOX)的横向双扩散金属氧化物半导体(Lateral Double-diffusedMetal-Oxide-Semiconductor，LDMOS)晶体管，即具有多个三角形埋层的绝缘层上硅晶体管(Multiple Triangle Buried Oxide Layers SOI LDMOS，MTBOX SOI LDMOS)。

背景技术

随着半导体工艺技术和功率集成电路的发展，高压大功率半导体器件在社会上的需求量与日俱增，社会对它的性能要求也是越来越高，所以高压器件性能的提升变得尤为重要。增加埋氧层的作用主要是引入表面电场尖峰，从而改善高压大功率器件的横向电场分布，提升器件的击穿电压等性能指标。除此之外，相较于传统结构的LDMOS，他可以进一步提高漂移区掺杂浓度，从而减小器件的导通电阻。因此在现有SOI的技术基础上对LDMOS进行改进，使得器件的击穿电压和导通电阻等性能得到进一步提升，对改善高压大功率器件性能和促进半导体功率集成电路的发展具有积极作用。而现有绝缘层上硅LDMOS晶体管的结构还有进一步完善的空间，其击穿电压和导通电阻等性能还有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是为高压大功率器件以及大规模集成电路的发展提供一种具有高击穿电压、低导通电阻以及高驱动能力的绝缘层上硅LDMOS晶体管。

本发明包括衬底层、全埋氧层、硅膜层和器件顶层，衬底层设置在底部，掺杂类型为P型，掺杂硅材料；衬底层上面为全埋氧层，全埋氧层采用二氧化硅；全埋氧层上面为硅膜层；所述的硅膜层包括源区、硅体、漂移区、漏区和多个三角埋氧层；三角埋氧层采用二氧化硅材料，源区、硅体、漂移区、漏区都为硅材料；源区和硅体位于硅膜层一侧，硅体包围源区，且源区位于硅膜层顶部；漏区位于硅膜层另一侧顶部；漏区、硅体和多个三角埋氧层之间的区域为漂移区；所有三角埋氧层并排排布，所有三角埋氧层为形状完全相同且底边均与全埋氧层顶面贴合的三角形；相邻两个三角埋氧层底边相靠近的两个顶点重合；沟道由源区和漂移区之间的硅体提供；源区和漏区的掺杂类型为N型；硅体掺杂类型为P型；漂移区掺杂类型为N型；所述的器件顶层包括栅氧化层、扩展氧化层、源电极、栅电极和漏电极；所述的栅氧化层位于沟道和漂移区上方，采用二氧化硅；所述的扩展氧化层位于漂移区上方，采用二氧化硅；扩展氧化层和栅氧化层的两个相邻侧面接触；栅氧化层被栅电极全部覆盖，扩展氧化层被栅电极部分覆盖；所述的源电极位于源区上方，漏电极位于漏区上方。

优选地，所述衬底层的长度为110μm，掺杂浓度为4×10¹⁴cm-3；全埋氧层的长度为110μm，厚度为3μm；硅膜层的厚度为20μm；源区和漏区的长度均为5μm，掺杂浓度均为1×10²⁰cm^-3；硅体的长度为15μm，厚度为8μm，掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3；沟道的长度为5μm；栅氧化层的厚度为30nm；扩展氧化层的厚度为60nm；三角埋氧层的厚度为10μm，长度为22μm，个数为5个；漂移区掺杂浓度为4×10¹⁴cm^-3。