專(zhuān)利名稱(chēng)：一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(V-DMOS)相對(duì)于較早出現(xiàn)的橫向DMOS而言，它將漏區(qū)、漂移區(qū)和溝道區(qū)從表面分別轉(zhuǎn)移到硅片的底部和體內(nèi)，管芯占用的硅片面積大大縮小，提高了硅片表面的利用率，而且器件的頻率特性也得到了很大的改善，使功率MOS器件從小功率向大功率領(lǐng)域邁進(jìn)的過(guò)程中前進(jìn)了一大步。垂直DMOS適合用于制作大功率器件，是功率電子的重要基礎(chǔ)，作為功率開(kāi)關(guān)，垂直DMOS器件以其高耐壓、低導(dǎo)通電阻等特性常用于功率集成電路和功率集成系統(tǒng)中。圖1是制作在體硅上的傳統(tǒng)垂直DMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1是垂直DMOS器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，3是n-(或p-)外延層，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，8是源極，9是柵極。
雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(DMOS)器件在核輻照和空間輻照等環(huán)境的大量應(yīng)用，對(duì)其抗輻照的性能提出了更高的要求。對(duì)于傳統(tǒng)的DMOS器件，在瞬態(tài)輻照和單粒子輻照情況下，器件內(nèi)將產(chǎn)生較多的電子—空穴對(duì)。瞬態(tài)輻照下，電子—空穴對(duì)被掃入漏源，單粒子輻照下，電子—空穴對(duì)被耗盡區(qū)收集，分別發(fā)生瞬態(tài)輻照效應(yīng)和單粒子輻照效應(yīng)。上述兩種情況下DMOS器件內(nèi)都將產(chǎn)生較大的瞬態(tài)電流，從而導(dǎo)致器件失效，所以傳統(tǒng)DMOS器件的抗輻照能力不強(qiáng)，這對(duì)其可靠性和環(huán)境適應(yīng)性產(chǎn)生了很不利的影響。
為了改善器件的抗輻照性能，研究者們提出了各種措施。文獻(xiàn)J.R.Schwank，M.R.Shaneyfelt，etc，“Radiation Effects in SOI Technologies”(絕緣體上生長(zhǎng)單晶硅技術(shù)中的輻照效應(yīng))，IEEE TRANSACTION ON NUCLEAR SCIENCE，VOL.50，NO.3，JUNE 2003，采用了一種特殊的版圖設(shè)計(jì)，如圖2，它在保留傳統(tǒng)橫向MOS結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在稱(chēng)底1內(nèi)引入了埋氧層結(jié)構(gòu)—絕緣體區(qū)域4，然后在埋氧層上的單晶硅中制作器件的源、漏、柵及溝道區(qū)。該結(jié)構(gòu)通過(guò)引入電子—空穴對(duì)復(fù)合能力較高的部分埋氧層，提高器件的抗輻照能力，但是該器件受到浮體效應(yīng)的影響，其抗單粒子輻照能力減弱，因此其抗輻照能力仍不能得到充分的改善。此外，由于它是在一種橫向MOS器件，也不適合用于制作大功率器件，而且管芯占用的芯片面積太大，硅片表面利用率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，它具有部分SOI(Silicon On Insulator，絕緣體上生長(zhǎng)薄單晶硅膜)結(jié)構(gòu)，是一種具有部分SOI結(jié)構(gòu)的垂直DMOS器件，與傳統(tǒng)垂直DMOS器件相比，具有在相同的導(dǎo)通電阻情況下，使耐壓提高20％以上，抗瞬態(tài)輻照能力提高2倍以上，單粒子失效閾值提高近1倍的特點(diǎn)。
本發(fā)明技術(shù)方案如下一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，如圖3所示，包括襯底2、外延層3和p(或n)區(qū)5，外延層3位于襯底2和p(或n)區(qū)5的中間，其特征是還包括部分埋氧結(jié)構(gòu)，所述部分埋氧結(jié)構(gòu)位于器件主要垂直導(dǎo)電通路的兩旁，由絕緣體區(qū)域4構(gòu)成。
需要說(shuō)明的是(1)所述由絕緣體區(qū)域4構(gòu)成的部分埋氧結(jié)構(gòu)可以做在外延層3上，也可以同時(shí)占據(jù)襯底2和外延層3的部分區(qū)域，或同時(shí)占據(jù)外延層3和p(或n)區(qū)5的部分區(qū)域，還可以同時(shí)占據(jù)襯底2、外延層3和p(或n)區(qū)5的部分區(qū)域(如圖4、5、6所示)。
(2)所述由絕緣體區(qū)域4構(gòu)成的部分埋氧結(jié)構(gòu)，其形狀可以是矩形，也可以是梯形，橢圓形等非規(guī)則形狀(如圖7、8所示)。
(3)所述由絕緣體區(qū)域4構(gòu)成的部分埋氧結(jié)構(gòu)可以由二氧化硅或氮化硅等絕緣材料制作。
(4)本發(fā)明所述的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件可以采用體硅、碳化硅、砷化鎵、磷化銦或鍺硅等半導(dǎo)體材料制作。
本發(fā)明的工作原理本發(fā)明提供的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，可以克服傳統(tǒng)垂直DMOS器件抗輻照能力不夠好，耐壓不夠高的缺點(diǎn)，獲得較好的抗輻照能力和較高的耐壓。這里以部分埋氧區(qū)為二氧化硅的垂直DMOS為例(如圖3)，說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。
在器件受輻照情況下，部分埋氧結(jié)構(gòu)為輻照產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)提供較大的復(fù)合幾率，有效降低輻照電流，達(dá)到增強(qiáng)器件抗輻照能力的目的。瞬態(tài)輻照情況下，器件中由于輻照產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)被掃入漏/源，從而產(chǎn)生瞬態(tài)電流。由于二氧化硅本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其體內(nèi)有數(shù)量龐大的復(fù)合中心，因此二氧化硅中瞬態(tài)輻照產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)的復(fù)合幾率較大，從而二氧化硅在瞬態(tài)輻照下表現(xiàn)出來(lái)的瞬態(tài)電流很??；單粒子輻照情況下，入射的高能粒子將沿著它的軌跡產(chǎn)生高密度的電子—空穴對(duì)，輻照產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)又會(huì)中和其周?chē)暮谋M層。若耗盡層進(jìn)一步消失，則由于失去屏蔽作用，正偏壓產(chǎn)生的電場(chǎng)將推進(jìn)到襯底內(nèi)部，使漏端電流在一瞬間達(dá)到極大值。由于二氧化硅中電子—空穴對(duì)的復(fù)合幾率較高，使得輻照中產(chǎn)生的大量電子—空穴對(duì)在被耗盡層收集前就已經(jīng)復(fù)合，即器件收集電子的有效軌道長(zhǎng)度減小了，因此本發(fā)明提供的垂直DMOS在單粒子輻照情況下產(chǎn)生的瞬態(tài)電流大大減少。在單粒子入射到器件內(nèi)部很短時(shí)間內(nèi)，由于部分埋氧結(jié)構(gòu)的存在，部分SOI垂直DMOS內(nèi)部溫度僅僅是略有增加，然后緩慢恢復(fù)，因此不容易發(fā)生熱擊穿，所以其失效域值增加。
借助MEDICI仿真可得，瞬態(tài)輻照情況下，輻照劑量在1×103rad(Si)-1×107rad(Si)范圍內(nèi)，本發(fā)明所述具有部分SOI結(jié)構(gòu)的垂直DMOS器件(以下簡(jiǎn)稱(chēng)部分SOI垂直DMOS)和傳統(tǒng)垂直DMOS器件(以下簡(jiǎn)稱(chēng)傳統(tǒng)垂直DMOS)的瞬態(tài)輻照產(chǎn)生的漏端誘生峰值電流與瞬態(tài)輻照量的關(guān)系如圖9、10所示，由圖可知，部分SOI垂直DMOS抗瞬態(tài)輻照能力較傳統(tǒng)垂直DMOS提高2倍以上。單粒子輻照情況下，對(duì)于金粒子，線性傳輸能(Linear Energy Transfer，LET)與產(chǎn)生的輻照誘生電流脈沖峰值關(guān)系如圖10所示。由圖可知，單粒子輻照對(duì)部分SOI垂直DMOS的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)傳統(tǒng)垂直DMOS器件的影響，用釔、溴、銦、銅四種粒子入射進(jìn)行測(cè)試，也得到相同的結(jié)論。單粒子燒毀前后輻照誘生電流脈沖如圖12、13所示，由圖可知，部分SOI垂直DMOS失效閾值較傳統(tǒng)垂直DMOS提高1倍多?？梢?jiàn)，本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)在引入高電子—空穴對(duì)復(fù)合能力的部分埋氧結(jié)構(gòu)后，可以大幅度減小輻照電流，使器件的抗輻照能力提高。根據(jù)本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)，可以使器件抗瞬態(tài)輻照能力提高2倍以上，單粒子失效閾值提高1倍多。
本發(fā)明除了大幅提高器件抗輻照能力外，還具有的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)通電阻變化不大，器件耐壓提高。引入部分埋氧結(jié)構(gòu)后，器件導(dǎo)通電阻較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有所增加，但變化不大，適當(dāng)調(diào)節(jié)外沿的摻雜濃度，可以使部分SOI垂直DMOS器件與傳統(tǒng)垂直DMOS器件有相同的導(dǎo)通電阻，甚至更小。由于部分埋氧結(jié)構(gòu)的引入，相當(dāng)于在該結(jié)構(gòu)中相當(dāng)于增加了一TRENCH結(jié)構(gòu)，使得漂移區(qū)變長(zhǎng)，因此器件耐壓提高。
借助ISE分析可得部分埋氧層的寬高與導(dǎo)通電阻、耐壓的關(guān)系如圖14、15，由圖可知，取H＝7μm，L＝5μm時(shí)，部分SOI垂直DMOS的導(dǎo)通電阻與IRF120相同，耐壓較IRF120提高了30V?？梢?jiàn)，根據(jù)本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到同等導(dǎo)通電阻下使器件耐壓比傳統(tǒng)垂直DMOS的提高20％以上。
綜上所述，本發(fā)明提供的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，通過(guò)在功率器件內(nèi)部引入部分埋氧結(jié)構(gòu)，以提供一個(gè)高耐壓、高電子—空穴對(duì)復(fù)合能力的通道來(lái)提高器件耐壓及其抗輻照能力。與傳統(tǒng)的垂直DMOS相比，可以達(dá)到同等導(dǎo)通電阻下，耐壓提高20％以上，抗瞬態(tài)輻照能力提高2倍以上，單粒子失效閾值提高近1倍。因此，采用本發(fā)明可以制作各種性能優(yōu)良的抗輻照、高壓、高速垂直DMOS器件。


圖1是傳統(tǒng)垂直DMOS結(jié)構(gòu)示意圖其中，1是器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，3是n-(或p-)外延層，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，8是源極，9是柵極。
圖2是具有SOI結(jié)構(gòu)的橫向MOS結(jié)構(gòu)示意圖其中，1是漏極，2是p(或n)襯底區(qū)，4是絕緣體區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，8是源極，9是柵極，10是n+(或p+)區(qū)。
圖3是本發(fā)明提供的引入部分埋氧結(jié)構(gòu)的垂直DMOS器件結(jié)構(gòu)示意圖其中，1是器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，3是n-(或p-)外延層，4是絕緣體區(qū)，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，9是源極，9是柵極。
圖4是部分埋氧結(jié)構(gòu)同時(shí)做在襯底2和外延層3的部分區(qū)域上的情形其中，1是器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，4是絕緣體區(qū)，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，8是源極，9是柵極。
圖5是部分埋氧結(jié)構(gòu)同時(shí)做在外延層3和p(或n)區(qū)6的部分區(qū)域上的情形其中，1是器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，3是n-(或p-)外延層，4是絕緣體區(qū)，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，8是源極，9是柵極。
圖6是部分埋氧結(jié)構(gòu)同時(shí)做在襯底2、外延層3和p(或n)區(qū)6的部分區(qū)域上的情形其中，1是器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，3是n-(或p-)外延層，4是絕緣體區(qū)，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，8是源極，9是柵極。
圖7是本發(fā)明部分埋氧區(qū)為梯形的情形其中，1是器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，3是n-(或p-)外延層，4是絕緣體區(qū)，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，8是源極，9是柵極。
圖8是本發(fā)明部分埋氧區(qū)為梯形的情形其中，1是器件的漏極，2是n+(或p+)襯底區(qū)，3是n-(或p-)外延層，4是絕緣體區(qū)，5是p(或n)區(qū)，6是n+(或p+)區(qū)，7是p+(或n+)區(qū)，8是源極，9是柵極。
圖9是器件處于關(guān)態(tài)時(shí)，瞬態(tài)輻照情況下，電流峰值與輻照劑量的關(guān)系示意圖其中，曲線11、12分別是傳統(tǒng)垂直DMOS和部分SOI垂直DMOS在瞬態(tài)輻照下，電流峰值與輻照劑量的關(guān)系曲線。由圖可知，輻照劑量分別為5×103rad(Si)、5×104rad(Si)時(shí)，傳統(tǒng)垂直DMOS的漏端峰值電流分別為1.55×10-4A/μm和0.34A/μm，部分SOI垂直DMOS的漏端峰值電流分別為8.73×10-5A/μm和9.7×10-4A/μm?？芍骷幱陉P(guān)態(tài)情況下，部分SOI垂直DMOS抗瞬態(tài)輻照的能力大于傳統(tǒng)垂直DMOS器件。
圖10是器件處于開(kāi)態(tài)時(shí)，瞬態(tài)輻照情況下，電流峰值與輻照劑量的關(guān)系示意圖其中，曲線13、14分別是傳統(tǒng)垂直DMOS和部分SOI垂直DMOS在瞬態(tài)輻照下，電流峰值與輻照劑量的關(guān)系曲線。由圖可知，輻照劑量分別為2×104rad(Si)、5×105rad(Si)時(shí)，傳統(tǒng)垂直DMOS的漏端峰值電流分別為8.3×10-4A/μm和0.08A/μm，部分SOI垂直DMOS的漏端峰值電流分別為5.3×10-4A/μm和0.042A/μm?？芍骷幱陂_(kāi)態(tài)情況下，部分SOI垂直DMOS抗瞬態(tài)輻照的能力也大于傳統(tǒng)垂直DMOS器件。從圖中可知，產(chǎn)生5×10-4A/μm、0.08A/μm同樣大小的漏端電流峰值，部分SOI垂直DMOS分別需要2×104rad(Si)和，5×105rad(Si)的輻照劑量，傳統(tǒng)垂直DMOS分別需要1×104rad(Si)和2×106rad(Si)的輻照劑量，可知部分SOI垂直DMOS抗瞬態(tài)輻照能力較常規(guī)傳統(tǒng)DMOS器件提高2倍以上。
圖11是單粒子(金粒子)入射情況下，粒子線形傳輸能量與產(chǎn)生的輻照誘生電流脈沖峰值關(guān)系示意圖其中，曲線15、16是傳統(tǒng)垂直DMOS器件分別處于關(guān)態(tài)和開(kāi)態(tài)時(shí)，輻照誘生峰值電流與金粒子線性閾值能關(guān)系曲線；曲線17、18是部分SOI垂直DMOS器件分別處于關(guān)態(tài)和開(kāi)態(tài)時(shí)，輻照誘生峰值電流與金粒子線性閾值能關(guān)系曲線。由圖可知，傳統(tǒng)垂直DMOS中，當(dāng)線性閾值能為實(shí)驗(yàn)中最小值0.145pc/μm時(shí)，開(kāi)態(tài)情況的峰值電流為0.0036A/μm，關(guān)態(tài)情況的峰值電流為0.0133A/μm，當(dāng)線性閾值能為實(shí)驗(yàn)中最大值0.677pc/μm時(shí)，開(kāi)態(tài)情況的峰值電流為0.27A/μm，關(guān)態(tài)情況的峰值電流為0.84A/μm，其峰值電流明顯增加。而部分SOI垂直DMOS中，峰值電流改變非常微弱，相對(duì)于傳統(tǒng)垂直DMOS的絕對(duì)峰值電流可以忽略。因此，可知單粒子輻照對(duì)部分SOI垂直DMOS的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)DMOS器件。
圖12是發(fā)生單粒子燒毀前輻照誘生電流脈沖示意圖其中，曲線19、20分別是傳統(tǒng)垂直DMOS和部分SOI垂直DMOS中發(fā)生單粒子燒毀前輻照誘生電流脈沖示意曲線。實(shí)驗(yàn)記錄得到發(fā)生單粒子燒毀前，傳統(tǒng)垂直DMOS和部分SOI垂直DMOS中入射粒子的線性閾值能分別為1.27pc/μm和2.8pc/μm。
圖13是發(fā)生單粒子燒毀后輻照誘生電流脈沖示意圖其中，曲線21、22分別是傳統(tǒng)垂直DMOS和部分SOI垂直DMOS中發(fā)生單粒子燒毀后輻照誘生電流脈沖示意曲線。實(shí)驗(yàn)記錄得到發(fā)生單粒子燒毀后，傳統(tǒng)垂直DMOS和部分SOI垂直DMOS中入射粒子的線性閾值能分別為1.29pc/μm和3pc/μm。綜合圖12、13可知部分SOI垂直DMOS失效閾值約為較傳統(tǒng)垂直DMOS提高1倍多。
圖14是埋氧層的寬高與導(dǎo)通電阻關(guān)系示意圖其中，曲線23、24、25、26、27是埋氧層高度分別為4μm、5μm、6μm、7μm、8μm時(shí)埋氧層的寬度與導(dǎo)通電阻關(guān)系曲線。由圖可知，取H＝7μm，L＝5μm時(shí)，部分SOI垂直DMOS的導(dǎo)通電阻與IRF120相同。(IR公司的垂直DMOS商用產(chǎn)品IRF120系列的指標(biāo)為擊穿電壓120V；導(dǎo)通電阻0.05Ω×μm。)圖15是埋氧層的寬高與器件耐壓關(guān)系示意圖其中，曲線28、29、30、31、32是埋氧層高度分別為4μm、5μm、6μm、7μm、8μm時(shí)埋氧層的寬度與與器件耐壓關(guān)系曲線。由圖可知，取H＝7μm，L＝5μm時(shí)，部分SOI垂直DMOS的耐壓較IRF120提高了30V，即提高了20％以上。
具體實(shí)施例方式
采用本發(fā)明的部分埋氧結(jié)構(gòu)，可以得到性能優(yōu)良的抗輻照、高壓、高速功率器件?？梢詰?yīng)用于雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型功率晶體管、靜電誘導(dǎo)晶體管、PN二極管等常見(jiàn)功率器件。采用部分埋氧結(jié)構(gòu)的器件可以用于對(duì)器件抗輻照性能要求較高的航空航天、核環(huán)境及其他領(lǐng)域。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，采用本發(fā)明還可以制作更多的抗輻照、高壓、高速功率器件。
引入部分埋氧結(jié)構(gòu)的新型垂直DMOS功率器件，如圖2所示，包括漏極1，n+(或p+)襯底區(qū)2，n-(或p-)外延層3，p(或n)區(qū)5，n+(或p+)區(qū)6，p+(或n+)區(qū)7，源極8，柵極9。其特征是它還包括部分埋氧結(jié)構(gòu)，部分埋氧結(jié)構(gòu)是由絕緣體區(qū)域4構(gòu)成。
具體實(shí)施時(shí)可以采用bonding技術(shù)即先把一塊硅片部分氧化后，再將它與另一硅片鍵合在一起。也可采用注入預(yù)氧技術(shù)，對(duì)硅片的部分區(qū)域進(jìn)行氧注入，以形成部分埋氧區(qū)。
在實(shí)施過(guò)程中，可以根據(jù)具體情況，在基本結(jié)構(gòu)不變的情況下，進(jìn)行一定的變通設(shè)計(jì)。例如圖4所示是將部分埋氧區(qū)同時(shí)做在襯底2和外延層3的部分區(qū)域上。
圖5所示是將部分埋氧區(qū)同時(shí)做在外延層3和p(或n)區(qū)6的部分區(qū)域上。
圖6所示是將部分埋氧區(qū)同時(shí)做在襯底2、外延層3和p(或n)區(qū)6的部分區(qū)域上。
圖7所示部分埋氧區(qū)，它包含的絕緣體區(qū)域4的形狀為梯形結(jié)構(gòu)。
圖8所示部分埋氧區(qū)，它包含的絕緣體區(qū)域4的形狀為橢圓形結(jié)構(gòu)。
還可以用氮化硅等絕緣材料代替二氧化硅，形成部分埋氧層；制作器件時(shí)還可用碳化硅、砷化鎵、磷化銦或鍺硅等半導(dǎo)體材料代替體硅。
權(quán)利要求
1.一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，包括襯底(2)、外延層(3)和p/n區(qū)(5)，外延層(3)位于襯底(2)和p/n區(qū)(5)的中間，其特征是還包括部分埋氧結(jié)構(gòu)，所述部分埋氧結(jié)構(gòu)位于器件主要垂直導(dǎo)電通路的兩旁，由絕緣體區(qū)域(4)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，其特征是，所述由絕緣體區(qū)域(4)構(gòu)成的部分埋氧結(jié)構(gòu)可以做在外延層(3)上，也可以同時(shí)占據(jù)襯底(2)和外延層(3)的部分區(qū)域，或同時(shí)占據(jù)外延層(3)和p/n區(qū)(5)的部分區(qū)域，還可以同時(shí)占據(jù)襯底(2)、外延層(3)和p/n區(qū)(5)的部分區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，其特征是，所述由絕緣體區(qū)域(4)構(gòu)成的部分埋氧結(jié)構(gòu)，其形狀可以是矩形，也可以是梯形，橢圓形等非規(guī)則形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，其特征是，所述由絕緣體區(qū)域(4)構(gòu)成的部分埋氧結(jié)構(gòu)可以由二氧化硅或氮化硅等絕緣材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，其特征是，所述一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件可以采用體硅、碳化硅、砷化鎵、磷化銦或鍺硅等半導(dǎo)體材料制作。
全文摘要
一種垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體功率器件，屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在功率器件中引入部分埋氧區(qū)4，所述部分埋氧區(qū)4位于器件主要垂直導(dǎo)電通路的兩旁，可做在外延層3上，或同時(shí)占據(jù)襯底2和外延層3的部分區(qū)域，或同時(shí)占據(jù)外延層3和p/n區(qū)5的部分區(qū)域，還可同時(shí)占據(jù)襯底2、外延層3和p/n區(qū)5的部分區(qū)域；其形狀可為矩形、梯形、橢圓形等；并可由二氧化硅或氮化硅等絕緣材料制作。本發(fā)明通過(guò)部分埋氧結(jié)構(gòu)提供的高耐壓、高電子一空穴對(duì)復(fù)合通道來(lái)提高器件耐壓及抗輻照能力。與傳統(tǒng)的垂直DMOS相比，在相同導(dǎo)通電阻下，耐壓提高20％以上，抗瞬態(tài)輻照能力提高2倍以上，單粒子失效閾值提高近1倍。采用本發(fā)明可以制作各種性能優(yōu)良的抗輻照、高壓、高速垂直DMOS器件。
文檔編號(hào)H01L29/78GK1822396SQ20061002015
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月16日
發(fā)明者李澤宏, 張子澈, 張磊, 易黎, 張波, 李肇基 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)