一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管制造技術

一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括：兼做漏區的N型摻雜硅襯底、N型摻雜硅外延層、超結結構，所述的N型摻雜硅外延層設在N型摻雜硅襯底上，超結結構設在N型硅摻雜半導體區上，所述的超結結構由相互間隔的P型柱和N型柱組成，在P型柱上有第一P型摻雜半導體區，且第一P型摻雜半導體區位于N型摻雜外延層內，在第一P型摻雜半導體區中設有第二P型重摻雜半導體接觸區和N型重摻雜半導體源區，其特征在于，在N型柱表面有輕摻雜的P型埋層，且P型埋層在N型柱內。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于半導體功率器件
，涉及快速開關的硅制高壓功率器件，特別適用于娃制超結縱向雙擴散金屬氧化物場效應晶體管(SuperjunctionVDMOS,即超結VDM0S，一下均簡寫為超結VDM0S)，更具體的說，涉及一種可以快速開關、超低損耗的硅制超結VDMOS的結構。
技術介紹
目前，功率器件在日常生活、生產等領域的應用越來越廣泛，特別是功率金屬氧化物半導體場效應晶體管，由于它們擁有較快的開關速度、較小的驅動電流、較寬的安全工作區，因此受到了眾多研究者們的青睞。如今，功率器件正向著提高工作電壓、增加工作電流、減小導通電阻、加快開關速度和集成化的方向發展。在眾多的功率金屬氧化物半導體場效應晶體管器件中，尤其是在縱向功率金屬氧化物半導體場效應晶體管中，超結半導體功率器件的技術，它克服傳統功率金屬氧化物半導體場效應管導通電阻與擊穿電壓之間的 矛盾，改變了傳統功率器件依靠漂移層耐壓的結構，而是采用了一種“超結結構”——P型、N型硅半導體材料在漂移區相互交替排列的形式。這種結構改善了擊穿電壓和導通電阻不易同時兼顧的情況，在截止態時，由于P型柱和N型柱中的耗盡區電場產生相互補償效應，使P型柱和N型柱的摻雜濃度可以做得很高而不會引起器件擊穿電壓的下降。導通時，這種高濃度的摻雜器件的導通電阻明顯降低。由于超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管的這種獨特器件結構，使它的電性能明顯優于傳統功率金屬氧化物半導體場效應晶體管，因此這種技術被人們稱為功率金屬氧化物半導體場效應晶體管技術上的一個里程碑。功率器件不僅在國防、航天、航空等尖端
倍受青睞，在工業，民用家電等領域也同樣為人們所重視。隨著功率器件的日益發展，其可靠性也已經成為人們普遍關注的焦點。功率器件為電子設備提供所需形式的電源和電機設備提供驅動，幾乎一切電子設備和電機設備都需用到功率器件，所以對器件可靠性的研究有著至關重要的意義。
技術實現思路
本技術提供了一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，所涉及的結構能減小柵極和漏極之間的電容，加快器件的開關速度，減小器件開關過程的損耗。本技術提供如下技術方案一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括兼做漏區的N型摻雜娃襯底、N型摻雜娃外延層、超結結構,所述的N型摻雜娃外延層設在N型摻雜娃襯底上，超結結構設在N型硅摻雜半導體區上，所述的超結結構由相互間隔的P型柱和N型柱組成，在P型柱上有第一 P型摻雜半導體區，且第一 P型摻雜半導體區位于N型摻雜外延層內，在第一 P型摻雜半導體區中設有第二 P型重摻雜半導體接觸區和N型重摻雜半導體源區，在N型柱上設有柵氧化層，在柵氧化層上方設有多晶硅柵，在多晶硅柵上設有第一型氧化層，在第二 P型重摻雜半導體接觸區和N型重摻雜半導體源區上連接有源極金屬，在N型柱表面有輕摻雜的P型埋層，且P型埋層在N型柱內。與現有技術相比，本技術具有如下優點I、本技術結構在傳統的超結結構N型柱表面設有P型埋層，P型埋層位于柵極氧化層下方，所述的P型埋層能夠減小超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管在漏極電壓較低時的柵漏極電容，加快了器件的開關速度，減小了器件的開關損耗。附圖說明圖I是本
技術實現思路
所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的結構示意圖。圖2是傳統的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的結構示意圖。 圖3是本
技術實現思路
所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管與傳統超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容隨漏極電壓的變化曲線對比圖。具體實施方式一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括兼做漏區的N型摻雜硅襯底I、N型摻雜硅外延層2、超結結構3，所述的N型摻雜硅外延層2設在N型摻雜硅襯底I上，超結結構3設在N型硅摻雜半導體區2上，所述的超結結構3由相互間隔的P型柱4和N型柱5組成，在P型柱上有第一 P型摻雜半導體區6，且第一 P型摻雜半導體區6位于N型摻雜外延層2內，在第一 P型摻雜半導體區6中設有第二 P型重摻雜半導體接觸區13和N型重摻雜半導體源區12，在N型柱5上設有柵氧化層8，在柵氧化層8上方設有多晶硅柵9，在多晶硅柵9上設有第一型氧化層10，在第二 P型重摻雜半導體接觸區13和N型重摻雜半導體源區12上連接有源極金屬11，在N型柱表面有輕摻雜的P型埋層7，且P型埋層7在N型柱內。P型埋層7的厚度和寬度可調節，取決于柵極與漏極之間電容的大小。P型埋層7的摻雜濃度可以調節，取決于擊穿電壓與柵極和漏極之間電容的大小，在本實施例中，P型埋層的厚度為I納米 10微米，P型埋層的寬度為10納米 50微米，P型埋層的摻雜濃度為 1E3/cm3 lE25/cm3。下面參照附圖，對本技術的具體實施方式作出更詳細的說明圖3是本
技術實現思路
所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管與傳統超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容隨漏端電壓變化的曲線。圖中橫坐標為漏極電壓大小，縱坐標為柵漏極電容大小，實線所示為本
技術實現思路
所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容隨漏端電壓變化的曲線，虛線所示為傳統超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容隨漏端電壓變化的曲線，本
技術實現思路
所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容在漏端電壓為零時的大小位于圖3中A點，傳統超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容在漏端電壓為零時的大小位于圖3中B點，可以從圖中看出，A點值的大小大于B點值的大小，這就使得本
技術實現思路
所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容的變化速度比傳統超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容的變化速度快，因此本
技術實現思路
所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的損耗小于傳統超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的損耗。·本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括：兼做漏區的N型摻雜硅襯底(1)、N型摻雜硅外延層(2)、超結結構(3)，所述的N型摻雜硅外延層(2)設在N型摻雜硅襯底(1)上，超結結構(3)設在N型硅摻雜半導體區(2)上，所述的超結結構(3)由相互間隔的P型柱(4)和N型柱(5)組成，在P型柱上有第一P型摻雜半導體區(6)，且第一P型摻雜半導體區(6)位于N型摻雜外延層(2)內，在第一P型摻雜半導體區(6)中設有第二P型重摻雜半導體接觸區(13)和N型重摻雜半導體源區(12)，在N型柱(5)上設有柵氧化層(8)，在柵氧化層(8)上方設有多晶硅柵(9)，在多晶硅柵(9)上設有第一型氧化層(10)，在第二P型重摻雜半導體接觸區(13)和N型重摻雜半導體源區(12)上連接有源極金屬(11)，其特征在于，在N型柱表面有輕摻雜的P型埋層(7)，且P型埋層(7)在N型柱內。

【技術特征摘要】
1.ー種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括兼做漏區的N型摻雜娃襯底(I)、N型摻雜娃外延層(2)、超結結構(3),所述的N型摻雜娃外延層(2)設在N型摻雜硅襯底(I)上，超結結構(3)設在N型硅摻雜半導體區(2)上，所述的超結結構(3)由相互間隔的P型柱(4)和N型柱(5)組成，在P型柱上有第一 P型摻雜半導體區￠)，且第一 P型摻雜半導體區(6)位于N型摻雜外延層(2)內，在第一 P型摻雜半導體區(6)中設有第二 P型重摻雜半導體接觸區(13)和N型重摻雜半導體源區(12)，在N型柱(5)上設有柵氧化層(8)，在柵氧化層(8)上方設有多晶硅柵(9)，在多晶硅柵(9)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢欽松，祝靖，張龍，楊卓，孫偉鋒，陸生禮，時龍興，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：實用新型
國別省市：