【CN110021655A】一种具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管【专

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910319235.X
(22)申请日 2019.04.19
(71)申请人 西安电子科技大学
地址 710071 陕西省西安市太白南路2号
(72)发明人 黄俊杰　段宝兴　杨鑫　杨银堂　
(74)专利代理机构 西安智邦专利商标代理有限
公司 61211
代理人 胡乐
(51)Int.Cl.
H01L 29/06(2006.01)
H01L 29/78(2006.01)
(54)发明名称
一种具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向
双扩散金属氧化物半导体场效应管
(57)摘要
本发明提出了一种具有阶梯N型重掺杂埋层
的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应
管。

该器件在P型外延层上部中间区域形成N型漂
移辅助区，其左端与P型基区邻接，右端与半超结
区邻接；P型外延层内部设置有阶梯N型重掺杂埋
层；较薄的N型重掺杂埋层上端与半超结区的距
离W满足使较薄的N型重掺杂埋层上方的P型外延
层完全耗尽；阶梯N型重掺杂埋层的阶梯高度h与
重掺杂浓度相适配。

本发明在解决衬底辅助耗尽
效应的同时，通过调节漏源两端的电场分布，进
一步优化了击穿电压与比导通电阻之间的矛盾
关系，
实现了高的击穿电压和低的比导通电阻。

权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110021655 A 2019.07.16
C N 110021655
A
权　利　要　求　书1/1页CN 110021655 A
1.一种具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：
P型衬底；
位于P型衬底表面的P型外延层；
在P型外延层上部左端形成的P型基区，P型基区部分表面形成N型源区；
在P型外延层上部右端形成的半超结区，包括横向周期间隔设置的N型柱区和P型柱区；半超结区部分表面形成N型漏区；
其特征在于：
在P型外延层上部中间区域形成N型漂移辅助区，其左端与P型基区邻接，右端与半超结区邻接；
所述P型外延层内部设置有阶梯N型重掺杂埋层；其中靠近源端的区域为较厚的N型重掺杂埋层，纵向对应于基区；靠近漏区的区域为较薄的N型重掺杂埋层，纵向对应于N型漂移辅助区和半超结区；
较薄的N型重掺杂埋层上端与半超结区的距离W满足使较薄的N型重掺杂埋层上方的P 型外延层完全耗尽；
阶梯N型重掺杂埋层的阶梯高度h与重掺杂浓度相适配，根据击穿电压要求确定。

2.根据权利要求1所述的具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述阶梯N型重掺杂埋层的掺杂浓度大于1×1017cm3；较厚的N 型重掺杂埋层的宽度为器件宽度的1/5-1/2，根据击穿电压要求确定。

3.根据权利要求1所述的具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述的半超结区的各个N型柱区的宽度相同，各个P型柱区的宽度相同。

4.根据权利要求3所述的具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：每个N型柱区与每个P型柱区的宽度相同。

5.根据权利要求1所述的具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于，所述阶梯N型重掺杂埋层的横截面为圆形或矩形；所述阶梯N型重掺杂埋层的纵截面为圆形或矩形。

6.根据权利要求1所述的具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于，所述阶梯N型重掺杂埋层的掺杂浓度是均匀的。

7.根据权利要求1所述的具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：所述半超结区所注入的N柱和P柱的掺杂浓度为4～5×1016cm3。

8.根据权利要求1所述的具有阶梯N型重掺杂埋层的半超结横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，其特征在于：
所述较薄的N型重掺杂埋层上端与半超结区的距离W的取值范围为1～1.5倍器件宽度；
所述阶梯N型重掺杂埋层的阶梯高度h的取值范围为0.25～0.75倍器件宽度；
所述阶梯N型重掺杂埋层下方的P型外延层厚度的取值范围为0.5～1倍器件宽度；
所述较薄的N型重掺杂埋层的厚度取值范围为1～2um。

2。