一種橫向高壓功率半導體器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于半導體技術領域，具體的說涉及一種橫向高壓功率半導體器件。
【背景技術】
[0002]橫向高壓功率半導體器件要求具有高的擊穿電壓，低的導通電阻和低的開關損耗。其實現高的擊穿電壓，要求其用于承擔耐壓的漂移區具有長的尺寸和低的摻雜濃度，但為了滿足器件低導通電阻，又要求作為電流通道的漂移區具有高的摻雜濃度。為了克服這一問題，目前提出了降低表面場技術，被廣泛應用于高壓器件的設計中，雖然有效地減小了導通電阻，但擊穿電壓和導通電阻之間的矛盾關系仍有待進一步改善。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的，就是針對上述問題，提出一種橫向高壓功率半導體器件。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種橫向高壓功率半導體器件，包括P型半導體襯底、N型半導體漂移區、P型半導體體區、P型半導體降場層、場氧化層、柵氧化層、多晶硅柵電極、金屬前介質、N型半導體漏區、N型半導體源區、P型半導體體接觸區、源極金屬和漏極金屬，所述N型半導體漂移區和p型半導體體區位于P型半導體襯底上層兩端；所述N型半導體源區和P型半導體體接觸區相互連接并位于P型半導體體區上層，其中N型半導體源區位于靠近N型半導體漂移區的一側；所述源極金屬位于N型半導體源區和P型半導體體接觸區的上表面；所述P型半導體降場層位于N型半導體漂移區中；所述場氧化層位于N型半導體漂移區上表面；所述N型半導體漏區位于N型半導體漂移區上層遠離P型半導體體區的一側；所述漏極金屬位于N型半導體漏區的上表面；所述柵氧化層位于部分N型半導體源區上表面及場氧化層與N型半導體源區之間的器件上表面，所述多晶硅柵電極位于柵氧化層的上表面并沿氧化層上表面向靠近N型半導體漏區的一側延伸；所述源極金屬和漏極金屬之間的器件表面具有金屬前介質；所述源極金屬沿金屬前介質上表面向靠近極金屬的一側延伸；所述漏極金屬沿金屬前介質上表面向靠近源極金屬的一側延伸；所述N型半導體漂移區中還具有N型半導體重摻雜層和N型半導體輕摻雜層；所述N型半導體重摻雜層位于P型半導體降場層與氧化層之間；所述N型半導體輕摻雜層位于P型半導體降場層正下方，所述P型半導體降場層的下表面與N型半導體輕摻雜層的上表面連接。
[0006]本實用新型的有益效果為，在保持高的擊穿耐壓的情況下，可以有效降低器件比導通電阻，同時減小橫向高壓期間源端的電場峰值，避免強場效應，提高器件的擊穿電壓。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，本實用新型的一種橫向高壓功率半導體器件，包括P型半導體襯底1、N型半導體漂移區2、P型半導體體區3、P型半導體降場層4、場氧化層6、柵氧化層7、多晶硅柵電極8、金屬前介質9、N型半導體漏區10、N型半導體源區11、P型半導體體接觸區12、源極金屬13和漏極金屬14，所述N型半導體漂移區2和P型半導體體區3位于P型半導體襯底1上層兩端；所述N型半導體源區11和P型半導體體接觸區12相互連接并位于P型半導體體區3上層，其中N型半導體源區11位于靠近N型半導體漂移區2的一側；所述源極金屬13位于N型半導體源區11和P型半導體體接觸區12的上表面；所述P型半導體降場層4位于N型半導體漂移區2中；所述場氧化層6位于N型半導體漂移區2上表面；所述N型半導體漏區10位于N型半導體漂移區2上層遠離P型半導體體區3的一側；所述漏極金屬14位于N型半導體漏區10的上表面；所述柵氧化層7位于部分N型半導體源區11上表面及場氧化層6與N型半導體源區11之間的器件上表面，所述多晶硅柵電極8位于柵氧化層7的上表面并沿氧化層6上表面向靠近N型半導體漏區10的一側延伸；所述源極金屬13和漏極金屬14之間的器件表面具有金屬前介質9 ;所述源極金屬13沿金屬前介質9上表面向靠近漏極金屬14的一側延伸；所述漏極金屬14沿金屬前介質9上表面向靠近源極金屬13的一側延伸；所述N型半導體漂移區2中還具有N型半導體重摻雜層51和N型半導體輕摻雜層52 ;所述N型半導體重摻雜層51位于P型半導體降場層4與氧化層6之間；所述N型半導體輕摻雜層52位于P型半導體降場層4正下方，所述P型半導體降場層4的下表面與N型半導體輕摻雜層52的上表面連接。
[0009]本實用新型的工作原理為:
[0010]本實用新型的工作原理與傳統的橫向高壓M0SFET類似，都是應用電荷平衡原理來提高器件的擊穿電壓。與傳統橫向高壓期間器件相比，本實用新型提供的高壓器件在N型半導體漂移區2中形成P型半導體降場層4，并在P型半導體降場層4上表面形成N型半導體重摻雜層51，在P型半導體降場層4下表面形成N型半導體輕摻雜層52。開態時，高濃度的重摻雜層51為高壓期間提供了大量的多數載流子，在器件表面形成一個低阻的導電通道，可以極大地減小器件導通電阻，從而大大的降低工藝成本。關態時，漏極金屬14加高壓，P型半導體降場層4和P型半導體襯底1輔助耗盡N型半導體漂移區2和N型半導體輕摻雜層52，使得器件獲得較大的擊穿電壓。同時，N型半導體重摻雜51可以調制漂移區2的表面電場，降低器件的源端電場，避免強場效應，防止器件提前擊穿，進一步提高器件的耐壓，從而緩解了橫向高壓M0SFET中耐壓和比導通電阻的矛盾關系。
【主權項】
1.一種橫向高壓功率半導體器件，包括P型半導體襯底(1)、N型半導體漂移區(2)、P型半導體體區(3)、P型半導體降場層(4)、場氧化層(6)、柵氧化層(7)、多晶硅柵電極(8)、金屬前介質(9)、N型半導體漏區(10)、N型半導體源區(11)、P型半導體體接觸區(12)、源極金屬(13)和漏極金屬(14)，所述N型半導體漂移區(2)和P型半導體體區(3)位于P型半導體襯底(1)上層兩端；所述N型半導體源區(11)和P型半導體體接觸區(12)相互連接并位于P型半導體體區(3)上層，其中N型半導體源區(11)位于靠近N型半導體漂移區(2)的一側；所述源極金屬(13)位于N型半導體源區(11)和P型半導體體接觸區(12)的上表面；所述P型半導體降場層(4)位于N型半導體漂移區(2)中；所述場氧化層(6)位于N型半導體漂移區(2)上表面；所述N型半導體漏區(10)位于N型半導體漂移區(2)上層遠離P型半導體體區(3)的一側；所述漏極金屬(14)位于N型半導體漏區(10)的上表面；所述柵氧化層(7)位于部分N型半導體源區(11)上表面及場氧化層(6)與N型半導體源區(11)之間的器件上表面，所述多晶硅柵電極(8)位于柵氧化層(7)的上表面并沿氧化層(6)上表面向靠近N型半導體漏區(10)的一側延伸；所述源極金屬(13)和漏極金屬(14)之間的器件表面具有金屬前介質(9);所述源極金屬(13)沿金屬前介質(9)上表面向靠近漏極金屬(14)的一側延伸；所述漏極金屬(14)沿金屬前介質(9)上表面向靠近源極金屬(13)的一側延伸；其特征在于，所述N型半導體漂移區(2)中還具有N型半導體重摻雜層(51)和N型半導體輕摻雜層(52);所述N型半導體重摻雜層(51)位于P型半導體降場層(4)與氧化層(6)之間；所述N型半導體輕摻雜層(52)位于P型半導體降場層(4)正下方，所述P型半導體降場層(4)的下表面與N型半導體輕摻雜層(52)的上表面連接。
【專利摘要】本實用新型屬于半導體技術領域，具體的說涉及一種橫向高壓功率半導體器件。本實用新型提供的高壓器件在N型半導體漂移區中形成P型半導體降場層，并在P型半導體降場層上表面形成N型半導體重摻雜層，在P型半導體降場層下表面形成N型半導體輕摻雜層。開態時，高濃度的重摻雜層為高壓期間提供了大量的多數載流子，在器件表面形成一個低阻的導電通道，可以極大地減小器件導通電阻，從而大大的降低工藝成本。關態時，漏極金屬加高壓，P型半導體降場層和P型半導體襯底輔助耗盡N型半導體漂移區和N型半導體輕摻雜層，使得器件獲得較大的擊穿電壓。
【IPC分類】H01L29/06, H01L29/78
【公開號】CN205092246
【申請號】CN201520778971
【發明人】王坤祥
【申請人】王坤祥
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年9月27日