一种横向高压功率半导体器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于半导体技术领域，具体的说涉及一种横向高压功率半导体器件。
【背景技术】
[0002]横向高压功率半导体器件要求具有高的击穿电压，低的导通电阻和低的开关损耗。其实现高的击穿电压，要求其用于承担耐压的漂移区具有长的尺寸和低的掺杂浓度，但为了满足器件低导通电阻，又要求作为电流通道的漂移区具有高的掺杂浓度。为了克服这一问题，目前提出了降低表面场技术，被广泛应用于高压器件的设计中，虽然有效地减小了导通电阻，但击穿电压和导通电阻之间的矛盾关系仍有待进一步改善。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的，就是针对上述问题，提出一种横向高压功率半导体器件。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种横向高压功率半导体器件，包括P型半导体衬底、N型半导体漂移区、P型半导体体区、P型半导体降场层、场氧化层、栅氧化层、多晶硅栅电极、金属前介质、N型半导体漏区、N型半导体源区、P型半导体体接触区、源极金属和漏极金属，所述N型半导体漂移区和p型半导体体区位于P型半导体衬底上层两端；所述N型半导体源区和P型半导体体接触区相互连接并位于P型半导体体区上层，其中N型半导体源区位于靠近N型半导体漂移区的一侧；所述源极金属位于N型半导体源区和P型半导体体接触区的上表面；所述P型半导体降场层位于N型半导体漂移区中；所述场氧化层位于N型半导体漂移区上表面；所述N型半导体漏区位于N型半导体漂移区上层远离P型半导体体区的一侧；所述漏极金属位于N型半导体漏区的上表面；所述栅氧化层位于部分N型半导体源区上表面及场氧化层与N型半导体源区之间的器件上表面，所述多晶硅栅电极位于栅氧化层的上表面并沿氧化层上表面向靠近N型半导体漏区的一侧延伸；所述源极金属和漏极金属之间的器件表面具有金属前介质；所述源极金属沿金属前介质上表面向靠近极金属的一侧延伸；所述漏极金属沿金属前介质上表面向靠近源极金属的一侧延伸；所述N型半导体漂移区中还具有N型半导体重掺杂层和N型半导体轻掺杂层；所述N型半导体重掺杂层位于P型半导体降场层与氧化层之间；所述N型半导体轻掺杂层位于P型半导体降场层正下方，所述P型半导体降场层的下表面与N型半导体轻掺杂层的上表面连接。
[0006]本实用新型的有益效果为，在保持高的击穿耐压的情况下，可以有效降低器件比导通电阻，同时减小横向高压期间源端的电场峰值，避免强场效应，提高器件的击穿电压。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，本实用新型的一种横向高压功率半导体器件，包括P型半导体衬底1、N型半导体漂移区2、P型半导体体区3、P型半导体降场层4、场氧化层6、栅氧化层7、多晶硅栅电极8、金属前介质9、N型半导体漏区10、N型半导体源区11、P型半导体体接触区12、源极金属13和漏极金属14，所述N型半导体漂移区2和P型半导体体区3位于P型半导体衬底1上层两端；所述N型半导体源区11和P型半导体体接触区12相互连接并位于P型半导体体区3上层，其中N型半导体源区11位于靠近N型半导体漂移区2的一侧；所述源极金属13位于N型半导体源区11和P型半导体体接触区12的上表面；所述P型半导体降场层4位于N型半导体漂移区2中；所述场氧化层6位于N型半导体漂移区2上表面；所述N型半导体漏区10位于N型半导体漂移区2上层远离P型半导体体区3的一侧；所述漏极金属14位于N型半导体漏区10的上表面；所述栅氧化层7位于部分N型半导体源区11上表面及场氧化层6与N型半导体源区11之间的器件上表面，所述多晶硅栅电极8位于栅氧化层7的上表面并沿氧化层6上表面向靠近N型半导体漏区10的一侧延伸；所述源极金属13和漏极金属14之间的器件表面具有金属前介质9 ;所述源极金属13沿金属前介质9上表面向靠近漏极金属14的一侧延伸；所述漏极金属14沿金属前介质9上表面向靠近源极金属13的一侧延伸；所述N型半导体漂移区2中还具有N型半导体重掺杂层51和N型半导体轻掺杂层52 ;所述N型半导体重掺杂层51位于P型半导体降场层4与氧化层6之间；所述N型半导体轻掺杂层52位于P型半导体降场层4正下方，所述P型半导体降场层4的下表面与N型半导体轻掺杂层52的上表面连接。
[0009]本实用新型的工作原理为:
[0010]本实用新型的工作原理与传统的横向高压M0SFET类似，都是应用电荷平衡原理来提高器件的击穿电压。与传统横向高压期间器件相比，本实用新型提供的高压器件在N型半导体漂移区2中形成P型半导体降场层4，并在P型半导体降场层4上表面形成N型半导体重掺杂层51，在P型半导体降场层4下表面形成N型半导体轻掺杂层52。开态时，高浓度的重掺杂层51为高压期间提供了大量的多数载流子，在器件表面形成一个低阻的导电通道，可以极大地减小器件导通电阻，从而大大的降低工艺成本。关态时，漏极金属14加高压，P型半导体降场层4和P型半导体衬底1辅助耗尽N型半导体漂移区2和N型半导体轻掺杂层52，使得器件获得较大的击穿电压。同时，N型半导体重掺杂51可以调制漂移区2的表面电场，降低器件的源端电场，避免强场效应，防止器件提前击穿，进一步提高器件的耐压，从而缓解了横向高压M0SFET中耐压和比导通电阻的矛盾关系。
【主权项】
1.一种横向高压功率半导体器件，包括P型半导体衬底(1)、N型半导体漂移区(2)、P型半导体体区(3)、P型半导体降场层(4)、场氧化层(6)、栅氧化层(7)、多晶硅栅电极(8)、金属前介质(9)、N型半导体漏区(10)、N型半导体源区(11)、P型半导体体接触区(12)、源极金属(13)和漏极金属(14)，所述N型半导体漂移区(2)和P型半导体体区(3)位于P型半导体衬底(1)上层两端；所述N型半导体源区(11)和P型半导体体接触区(12)相互连接并位于P型半导体体区(3)上层，其中N型半导体源区(11)位于靠近N型半导体漂移区(2)的一侧；所述源极金属(13)位于N型半导体源区(11)和P型半导体体接触区(12)的上表面；所述P型半导体降场层(4)位于N型半导体漂移区(2)中；所述场氧化层(6)位于N型半导体漂移区(2)上表面；所述N型半导体漏区(10)位于N型半导体漂移区(2)上层远离P型半导体体区(3)的一侧；所述漏极金属(14)位于N型半导体漏区(10)的上表面；所述栅氧化层(7)位于部分N型半导体源区(11)上表面及场氧化层(6)与N型半导体源区(11)之间的器件上表面，所述多晶硅栅电极(8)位于栅氧化层(7)的上表面并沿氧化层(6)上表面向靠近N型半导体漏区(10)的一侧延伸；所述源极金属(13)和漏极金属(14)之间的器件表面具有金属前介质(9);所述源极金属(13)沿金属前介质(9)上表面向靠近漏极金属(14)的一侧延伸；所述漏极金属(14)沿金属前介质(9)上表面向靠近源极金属(13)的一侧延伸；其特征在于，所述N型半导体漂移区(2)中还具有N型半导体重掺杂层(51)和N型半导体轻掺杂层(52);所述N型半导体重掺杂层(51)位于P型半导体降场层(4)与氧化层(6)之间；所述N型半导体轻掺杂层(52)位于P型半导体降场层(4)正下方，所述P型半导体降场层(4)的下表面与N型半导体轻掺杂层(52)的上表面连接。
【专利摘要】本实用新型属于半导体技术领域，具体的说涉及一种横向高压功率半导体器件。本实用新型提供的高压器件在N型半导体漂移区中形成P型半导体降场层，并在P型半导体降场层上表面形成N型半导体重掺杂层，在P型半导体降场层下表面形成N型半导体轻掺杂层。开态时，高浓度的重掺杂层为高压期间提供了大量的多数载流子，在器件表面形成一个低阻的导电通道，可以极大地减小器件导通电阻，从而大大的降低工艺成本。关态时，漏极金属加高压，P型半导体降场层和P型半导体衬底辅助耗尽N型半导体漂移区和N型半导体轻掺杂层，使得器件获得较大的击穿电压。
【IPC分类】H01L29/06, H01L29/78
【公开号】CN205092246
【申请号】CN201520778971
【发明人】王坤祥
【申请人】王坤祥
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年9月27日