一种具有埋P层和变浓度漂移区的SJLDMOS及制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体涉及一种具有埋p层和变浓度漂移区的sjldmos及制备方法。

背景技术：

1、ldmos(laterally diffused metal oxide semiconductor)横向扩散金属氧化物半导体)经常被用于微波/射频电路，制造于高浓度掺杂硅基底的外延层上。蜂窝通信市场的不断增长保证了ldmos晶体管的应用，也使得ldmos的技术不断成熟，成本不断降低，因此今后在多数情况下它将取代双极型晶体管技术。与双极型晶体管相比，ldmos管的增益更高，ldmos管的增益可达14db以上，而双极型晶体管在5～6db，采用ldmos管的pa模块的增益可达60db左右。这表明对于相同的输出功率需要更少的器件，从而增大功放的可靠性。

2、ldmos能经受住高于双极型晶体管3倍的驻波比，能在较高的反射功率下运行而没有破坏ldmos设备，它较能承受输入信号的过激励和适合发射数字信号，因为它有高级的瞬时峰值功率。ldmos增益曲线较平滑并且允许多载波数字信号放大且失真较小。ldmos管有一个低且无变化的互调电平到饱和区，不像双极型晶体管那样互调电平高且随着功率电平的增加而变化。这种主要特性允许ldmos晶体管执行高于双极型晶体管二倍的功率，且线性较好。ldmos晶体管具有较好的温度特性温度系数是负数，因此可以防止热耗散的影响。ldmos更容易与cmos工艺兼容而被广泛采用。但是高耐压ldmos存在硅极限问题，技术即使漂移层以外的电阻无限接近于0，由于残留在漂移层的电阻值的影响，也会存在“on电阻无法进一步下降”的临界值，现有技术中采用超级结结构来超越理论极限。在漂移层中，n层和p层的排列呈纵向槽结构，施加电压之后，耗尽层呈横向扩散，最终一体化形成“相当于槽深度”的耗尽层。只要耗尽层扩散到槽间隔的一半，即可获得厚度相当于槽深度的耗尽层。耗尽层的扩散可以很小，漂移层的杂质浓度可以提高到5倍左右，因此可以将on电阻控制在很小。根据这个原理可知，如果将槽、槽间隔做得尽可能细、尽可能深，则效果会更好。由于采用了与传统mosfet不同的机制来形成耐压，因此可以实现超出所谓硅极限的性能。

3、sj ldmos(超级结横向扩散金属氧化物半导体)由于可控性强、功耗低、频率快等优点被广泛使用。传统sj ldmos器件由于表面超级结的存在极大的优化了表面电场，随着sjldmos器件漂移区长度的增加，器件的bv趋于饱和。这是由于sjldmos器件的体电场未进行优化,从而限制了器件bv继续增加。为了进一步提升sjldmos器件的性能，就需要对sjldmos器件的整体电场进行优化,即在对器件表面电场进行优化的同时还要对器件的纵向体电场进行优化是现有技术中还未解决的一大难题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos及制备方法，该sj ldmos在传统sj ldmos的结构上，通过变浓度的n-drift层和变长度的埋p层，使得越靠近源区的耗尽区越大，使得漏到源的电场分布更加均匀，优化了整体的体电场分布，提高器件bv。

2、一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，包括：多个埋p层；

3、所述埋p层位于n-drift层下方且位于p型衬底上层；

4、所述埋p层用于改变漏极到源极的电场分布。

5、优选地，所述n-drift层包括多个不同浓度的区域；

6、所述n-drift层与pwell层邻接的区域的掺杂浓度最小；

7、所述n-drift层位于漏极下方的区域的掺杂浓度最大；

8、所述n-drift层用于均匀源极附近到漏极附近的电场分布。

9、优选地，n-drift层的掺杂浓度渐变；

10、n-drift层的掺杂浓度由漏极到源极逐渐减小。

11、优选地，n-drift层掺杂浓度最小区域的掺杂浓度为1015cm-3。

12、优选地，n-drift层掺杂浓度最大区域的掺杂浓度为4×1015cm-3。

13、优选地，埋p层的长度渐变；

14、所述埋p层的长度由源极到漏极逐渐减小。

15、优选地，埋p层的长度最长为17um。

16、优选地，埋p层的长度最短为3um。

17、优选地，至少一个所述埋p层位于pwell层下方。

18、一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos制备方法，包括：

19、在p型衬底上层离子注入形成埋p层；

20、在所述p型衬底上方外延形成不同浓度的n-drift层；

21、在所述n-drift层中离子注入形成p+区、n+区和超结区；

22、沉积金属电极和层间介质。

23、本发明在传统sj ldmos的结构上，通过改变n-drift层的浓度和改变埋p层的长度，由于越靠近漏极的电场强度越大，所以本发明根据体电场的原始分布将靠近漏极的n-drift层的掺杂浓度设置的更高，将靠近漏极的埋p层的长度设置的更短，使得越靠近源区的耗尽区越大，针对性地改善了体电场分布，从而让漏极到源极的电场分布更加均匀，优化了整体的体电场分布，避免出现电场集中的现象，提高sj ldmos的耐压能力。

技术特征：

1.一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，包括：多个埋p层；

2.根据权利要求1所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，所述n-drift层包括多个不同浓度的区域；

3.根据权利要求2所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，所述n-drift层的掺杂浓度渐变；

4.根据权利要求3所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，所述n-drift层掺杂浓度最小区域的掺杂浓度为1015cm-3。

5.根据权利要求3所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，所述n-drift层掺杂浓度最大区域的掺杂浓度为4×1015cm-3。

6.根据权利要求1所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，所述埋p层的长度渐变；

7.根据权利要求6所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，所述埋p层的长度最长为17um。

8.根据权利要求6所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，所述埋p层的长度最短为3um。

9.根据权利要求1所述的一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos，其特征在于，至少一个所述埋p层位于pwell层下方。

10.一种具有埋p层和变浓度漂移区的sj ldmos制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种具有埋P层和变浓度漂移区的SJ LDMOS及制备方法，该SJ LDMOS包括：多个埋P层；所述埋P层位于N‑drift层下方且位于P型衬底上层；所述埋P层用于改变漏极到源极的电场分布。本发明在传统SJ LDMOS的结构上，通过变浓度的N‑drift层和变长度的埋P层，增强了靠近源区的电场，使得漏极到源极的电场分布更加均匀，优化了整体的体电场分布，提高器件BV。

技术研发人员：刘涛
受保护的技术使用者：天狼芯半导体（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16