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高壓MOS器件及其制備方法與流程

文檔序號:34656501發布日期:2023-06-30 09:26閱讀:37205來源:國知局
高壓MOS器件及其制備方法與流程

本發明涉及半導體制造,具體涉及一種半導體器件,特別是涉及一種高壓mos器件及其制備方法。


背景技術:

1、高壓(high?voltage)mos(metal-oxide-semiconductor,金屬氧化物半導體)器件是一種常用的功率器件。其工作原理為,當控制電壓作用于柵極時,柵極與源極之間形成的電場會改變漏極與源極之間的電阻值。當控制電壓增加時,漏極與源極之間的電阻值會逐漸降低,從而增加電流。相反,當控制電壓降低時,漏極與源極之間的電阻值會逐漸增大,電流也會降低。由于其具有可靠性高,體積小,功耗低,響應速度快等優點,因而在電力電子、通信、汽車電子、航空航天等領域得到越來越廣泛的應用。

2、對于高壓mos器件來說,其主要的指標包括在關斷狀態(off-state)下的(breakdown?voltage,簡稱bv)以及導通狀態下的(on-state)下的導通電阻(rdson)。通常希望擊穿電壓盡量高而導通電阻盡量小。擊穿電壓和導通電阻主要依由漂移區(drift)長度以及濃度決定。現有技術中,通常通過增加漂移區的長度和減小漂移區的摻雜濃度以提高擊穿電壓,但是這會增加芯片面積和導通電阻,影響器件性能和進一步小型化。

3、應該注意,上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明,并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。


技術實現思路

1、鑒于以上所述現有技術的缺點,本發明的目的在于提供一種高壓mos器件及其制備方法,用于解決現有技術中現有技術中通過增加漂移區的長度和減小漂移區的摻雜濃度以提高擊穿電壓,但是這會增加芯片面積和導通電阻,影響器件性能和進一步小型化等問題。

2、為實現上述目的及其他相關目的,本發明提供一種高壓mos器件,所述高壓mos器件包括襯底、柵極、源極、漏極、漂移區及多個隔離溝槽;所述柵極位于襯底內或襯底上表面;多個漂移區位于襯底內,且位于柵極的兩側,源極和漏極各自位于柵極兩側的漂移區內,源極和柵極之間以及漏極和柵極之間的襯底內間隔設置有多個隔離溝槽,相鄰隔離溝槽之間的襯底表面設置有第一反型層。

3、在一可選方案中,所述柵極為平面柵結構,所述高壓mos器件還設置有側墻結構,所述側墻結構自柵極側面延伸到與柵極相鄰的隔離溝槽表面。

4、更可選地,所述側墻結構包括3個以上沿橫向依次貼合的絕緣層,且沿遠離柵極的方向,各絕緣層的介電常數依次增大。

5、在另一可選方案中,所述柵極為溝槽柵,包括柵氧化層以及填充于柵氧化層內側的柵導電層,其中,溝槽柵底部的柵氧化層的厚度大于側壁的柵氧化層的厚度。

6、更可選地,所述溝槽柵的底部設置有高摻雜的電場屏蔽結構。

7、可選地,所述隔離溝槽包括位于溝槽表面的第一絕緣材料層、位于第一絕緣材料層內側的金屬層以及覆蓋金屬層的第二絕緣層。

8、可選地,第一反型層的摻雜濃度不低于漂移區的摻雜濃度。

9、更可選地,所述第一反型層的摻雜濃度為1e12/cm3-1e13/cm3。

10、可選地,所述源極和/或漏極的下方的漂移區內間隔設置有第二反型層。

11、本發明還提供一種高壓mos器件的制備方法,所述制備方法用于制備如上述任一方案中所述的高壓mos器件;制備過程中,形成隔離溝槽時所使用的掩膜板與形成源極及漏極所使用的掩膜板為同一掩膜板。

12、如上所述,本發明的高壓mos器件及其制備方法,具有以下有益效果:本申請經改善的結構設計,在源漏極與柵極之間的漂移區內間隔設置多個溝槽,且在隔離溝槽之間的漂移區表面形成反型層,有助于改善器件電場分布,避免形成局部場強尖峰,可在不增加器件導通電阻的同時提高器件擊穿電壓,有助于器件性能的進一步優化。



技術特征:

1.一種高壓mos器件,其特征在于,所述高壓mos器件包括襯底、柵極、源極、漏極、漂移區及多個隔離溝槽;所述柵極位于襯底內或襯底上表面;多個漂移區位于襯底內,且位于柵極的兩側,源極和漏極各自位于柵極兩側的漂移區內,源極和柵極之間以及漏極和柵極之間的襯底內間隔設置有多個隔離溝槽,相鄰隔離溝槽之間的襯底表面設置有第一反型層。

2.根據權利要求1所述的高壓mos器件,其特征在于,所述柵極為平面柵結構,所述高壓mos器件還設置有側墻結構,所述側墻結構自柵極側面延伸到與柵極相鄰的隔離溝槽表面。

3.根據權利要求2所述的高壓mos器件,其特征在于,所述側墻結構包括3個以上沿橫向依次貼合的絕緣層,且沿遠離柵極的方向,各絕緣層的介電常數依次增大。

4.根據權利要求1所述的高壓mos器件,其特征在于,所述柵極為溝槽柵,包括柵氧化層以及填充于柵氧化層內側的柵導電層,其中,溝槽柵底部的柵氧化層的厚度大于側壁的柵氧化層的厚度。

5.根據權利要求4所述的高壓mos器件,其特征在于,所述溝槽柵的底部設置有高摻雜的電場屏蔽結構。

6.根據權利要求1所述的高壓mos器件,其特征在于,所述隔離溝槽包括位于溝槽表面的第一絕緣材料層、位于第一絕緣材料層內側的金屬層以及覆蓋金屬層的第二絕緣層。

7.根據權利要求1所述的高壓mos器件,其特征在于,第一反型層的摻雜濃度不低于漂移區的摻雜濃度。

8.根據權利要求7所述的高壓mos器件,其特征在于,所述第一反型層的摻雜濃度為1e12/cm3-1e13/cm3。

9.根據權利要求1所述的高壓mos器件,其特征在于,所述源極和/或漏極的下方的漂移區內間隔設置有第二反型層。

10.一種高壓mos器件的制備方法,其特征在于,所述制備方法用于制備如權利要求1至9任一項所述的高壓mos器件;制備過程中,形成隔離溝槽時所使用的掩膜板與形成源極及漏極所使用的掩膜板為同一掩膜板。


技術總結
本發明提供一種高壓MOS器件及其制備方法。所述高壓MOS器件包括襯底、柵極、源極、漏極、漂移區及多個隔離溝槽;所述柵極位于襯底內或襯底上表面;多個漂移區位于襯底內,且位于柵極的兩側,源極和漏極各自位于柵極兩側的漂移區內,源極和柵極之間以及漏極和柵極之間的襯底內間隔設置有多個隔離溝槽,相鄰隔離溝槽之間的襯底表面設置有第一反型層。本申請經改善的結構設計,在源漏極與柵極之間的漂移區內間隔設置多個溝槽,且在隔離溝槽之間的漂移區表面形成反型層,有助于改善器件電場分布,避免形成局部場強尖峰,可在不增加器件導通電阻的同時提高器件擊穿電壓,有助于器件性能的進一步優化。

技術研發人員:劉翔
受保護的技術使用者:粵芯半導體技術股份有限公司
技術研發日:
技術公布日:2024/1/13
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