1.一种消除体内曲率效应的等势降场器件,其特征在于包括元胞区与终端区:
元胞区包括:第一导电类型半导体衬底(11)、第一导电类型阱区(12)、第一导电类型源端重掺杂区(13),第二导电类型漂移区(21)、第二导电类型阱区(22)、第二导电类型源端重掺杂区(23),第二导电类型漏端重掺杂区(24),第一介质氧化层(31)、第二介质氧化层(32)、第三介质氧化层(33),多晶硅电极(41)、控制栅多晶硅电极(42),金属条(51),源端金属(52),漏端金属(53);
其中,第二导电类型漂移区(21)位于第一导电类型半导体衬底(11)上方,第一导电类型阱区(12)位于第二导电类型漂移区(21)的左侧,第二导电类型阱区(22)位于第二导电类型漂移区(21)的右侧,第一导电类型源端重掺杂区(13)和第二导电类型源端重掺杂区(23)位于第一导电类型阱区(12)中,源极金属(52)位于第一导电类型源端重掺杂区(13)和第二导电类型源端重掺杂区(23)的上表面;第二导电类型漏端重掺杂区(24)位于第一导电类型阱区(22)中,漏极金属(53)位于第二导电类型漏端重掺杂区(24)的上表面;第二介质氧化层(32)位于第一导电类型阱区(12)上方,并且左端与第二导电类型源端重掺杂区(23)相接触,右端与第二导电类型漂移区(21)相接触;第三介质氧化层(33)位于第二介质氧化层(32)与第二导电类型漏端重掺杂区(24)之间的第二导电类型漂移区(21)的上表面;控制栅多晶硅电极(42)覆盖在第二介质氧化层(32)的上表面并部分延伸至第三介质氧化层(33)的上表面;
第一介质氧化层(31)和多晶硅电极(41)构成纵向浮空场板,且第一介质氧化层(31)包围多晶硅电极(41),所述纵向浮空场板分布在整个第二导电类型漂移区(21)中,形成纵向浮空场板阵列;并且以相同工艺同时在漏端形成漏端纵向场板,漏端纵向场板贯穿第二导电类型漏端重掺杂区(24)、第二导电类型阱区(22),所述漏端纵向场板的多晶硅电极(41)与漏端金属(53)相连;分布在整个第二导电类型漂移区(21)中的距离源极和漏极等距离的纵向浮空场板通过通孔与金属条(51)连接,形成体内等势环;
终端区为与元胞区相连的闭合环状结构,包括:第一导电类型半导体衬底(11)、第一导电类型阱区(12)、第一导电类型源端重掺杂区(13)、第二导电类型漂移区(21)、第二导电类型阱区(22)、第二导电类型源端重掺杂区(23),第二导电类型漏端重掺杂区(23),第一介质氧化层(31)、第二介质氧化层(32)、第三介质氧化层(33),多晶硅电极(41)、控制栅多晶硅电极(42),金属条(51),源端金属(52),漏端金属(53),其排布顺序与元胞区一致;第一介质氧化层(31)和多晶硅电极(41)构成环状纵向浮空场板,分布在整个第二导电类型漂移区(21)中;多个漏端纵向场板平行贯穿第二导电类型漏端重掺杂区(24)、第二导电类型阱区(22),形成半圆状分布阵列。
2.根据权利要求1所述的一种消除体内曲率效应的等势降场器件,其特征在于:纵向浮空场板与漏端纵向场板以相同工艺同时形成,且场板深度都小于第二导电类型漂移区(21)深度。
3.根据权利要求1所述的一种消除体内曲率效应的等势降场器件,其特征在于:分布在整个第二导电类型漂移区(21)中的相邻纵向浮空场板的纵向间距和横向间距相等;并且/或者纵向浮空场板的截面形状是矩形、或圆形、或椭圆形、或六边形。
4.根据权利要求1所述的一种消除体内曲率效应的等势降场器件,其特征在于:
所述纵向浮空场板中最靠近第二导电类型阱区(22)的一列,通过金属条(51)与漏极电极(53)相连;并且/或者所述纵向浮空场板中最靠近第一导电类型阱区(12)的一列,通过金属条(51)与源极电极(52)相连。
5.根据权利要求1所述的一种消除体内曲率效应的等势降场器件,其特征在于:
所述漂移区浮空场板与漏端纵向场板插入衬底,纵向浮空场板同时对第一导电类型半导体衬底(11)和第二导电类型漂移区(21)进行耗尽,漏端纵向场板优化靠近漏端的体内电场。
6.根据权利要求1所述的一种消除体内曲率效应的等势降场器件,其特征在于:
所述漏端纵向场板的形貌为正方形,并且间距设置;或者所述漏端纵向场板的形貌为垂直元胞区方向平行排布的矩形槽,并且保持一定间距,形成半圆状分布。
7.根据权利要求1所述的一种消除体内曲率效应的等势降场器件,其特征在于:
包括通过高压互连线连接的ldmos区和高压控制电路区,高压互连线的一端穿过漏端纵向场板与ldmos漏极相连,其另一端与高压控制电路区相连,互连线金属仅跨过了漏端纵向场板,不对其下方器件的电场分布产生影响。
8.权利要求1至7任意一项所述的一种消除体内曲率效应的等势降场器件的制造方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1:选择第一类导电类型半导体衬底(11);
步骤2:进行离子注入第二导电类型杂质,并热过程推进形成第二导电类型漂移区(21);
步骤3:通过光刻以及刻蚀形成深槽;
步骤4:在深槽内形成第一介质氧化层(31);
步骤5:淀积多晶并刻蚀至硅平面,形成多晶硅电极(41);
步骤6:离子注入第一导电类型杂质并推结,形成第一导电类型阱区(12),再离子注入第二导电类型杂质并推结,形成第二导电类型阱区(22);
步骤7:形成第二介质氧化层(32),再形成第三介质氧化层(33);
步骤8:淀积多晶硅并刻蚀,形成控制栅多晶硅电极(42);
步骤9:离子注入形成第一导电类型源端重掺杂区(13),第二导电类型源端重掺杂区(23)与第二导电类型漏端重掺杂区(24);
步骤10:刻蚀第三介质氧化层(33)形成接触孔,接着淀积并刻蚀金属条(51),源极金属(52),漏极金属(53)。
9.根据权利要求8所述的一种制造方法,其特征在于:步骤2中通过注入并推结形成的第二导电类型漂移区(21)通过外延的方法得到;并且/或者步骤6中通过注入并推结而得到的第一导电类型阱区(12)与第二导电类型阱区(22),通过多次不同能量的注入并激活来形成。
10.根据权利要求8所述的一种制造方法,其特征在于:所述的所有介质氧化层通过热生长形成,或通过淀积并刻蚀形成。