[发明专利]一种SOI横向功率MOSFET器件

摘要

一种SOI横向功率MOSFET器件，属于功率半导体器件技术领域。本发明在漂移区引入介质槽，槽内填充两种或两种以上的介质材料，且介质材料的介电系数低于有源层的介电常数，同时介电系数自下而上逐渐递减；介质槽靠近体区一侧具有体区纵向延伸结构；介质槽与介质埋层之间具有与漂移区掺杂类型相反的半导体埋层。变k介质材料填充的介质槽对有源层内电场的调制作用和纵向折叠漂移区的作用使得器件耐压大大提高并缩小器件横向尺寸；体区纵向延伸结构和半导体埋层结构的引入进一步提高了器件耐压，而且增强了对漂移区的耗尽作用，可提高漂移区掺杂浓度，从而降低器件的导通电阻；介质槽还能够降低器件的栅-漏电容，提高器件的频率和输出功率。

主权项

一种SOI横向功率MOSFET器件，包括自下而上的衬底层（1）、介质埋层（2）和有源层（3）；所述有源层（3）为第一掺杂类型半导体；有源层（3）表面一侧具有第二掺杂类型的半导体体区（7），另一侧表面具有第一重掺杂类型半导体漏区（7c）；第二掺杂类型的半导体体区（7）中具有相互独立的第一重掺杂类型半导体源区（7a）和第二重掺杂类型半导体体接触区（7b），第一重掺杂类型半导体源区（7a）和第二重掺杂类型半导体体接触区（7b）的引出端与金属源电极（S）相连；第一重掺杂类型半导体漏区（7c）的引出端与金属漏电极（D）相连；第二掺杂类型的半导体体区（7）与第一重掺杂类型半导体漏区（7c）之间的有源层（3）形成器件的漂移区（4）；漂移区（4）中具有介质槽（9），且介质槽（9）的一侧与第二掺杂类型的半导体体区（7）相接触；有源层（3）中还具有栅极结构（8），所述栅极结构（8）由栅介质材料（8a）、栅导电材料（8b）和金属栅电极（G）构成；其中栅导电材料（8b）的引出端与金属栅电极相连，栅导电材料（8b）采用与第二掺杂类型的半导体体区（7）、第一重掺杂类型半导体源区（7a）和有源层（3）均接触的栅介质材料（8a）进行隔离；其特征在于，所述介质槽（9）的纵向深度大于第二掺杂类型的半导体体区（7）的纵向深度但小于有源层（3）厚度；介质槽（9）自下而上由两种或两种以上不同介电系数的介质材料填充，且介质材料的介电系数低于有源层（3）所用材料的介电常数，同时介质材料的介电系数自下而上逐渐递减；介质槽（9）与第二掺杂类型的半导体体区（7）接触的一侧还具有一个顶部与第二掺杂类型的半导体体区（7）相接触的第二掺杂类型的半导体条状区域（6），该第二掺杂类型的半导体条状区域（6）形成第二掺杂类型的半导体体区（7）的纵向延伸结构；介质槽（9）与介质埋层（2）之间的有源层（3）中还具有第二掺杂类型的半导体埋层（5），第二掺杂类型的半导体埋层（5）与介质槽（9）底部和介质埋层（2）顶部均不接触。