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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体集成电路,具体是一种主从栅极和分裂场板结构的ldmos器件结构。
技术介绍
1、横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(ldmos)是一种被广泛用于功率和射频电路的半导体器件,ldmos器件结构简单,制造工艺成熟,具有低开启电阻、高电压承受能力和良好的导通特性等优点。但同时,ldmos器件容易出现电场在沟道区域集中、边缘区域电场线分布集中和电场在各区域分布不均等现象,严重影响器件性能。因此,优化器件电场分布,提升器件的源漏击穿性能(vbd)就尤为重要。
2、如图1所示,以n型的ldmos器件为例,其结构通常包括:
3、衬底区:p型半导体衬底101,其上方形成有p型阱102,n型阱103。
4、沟道区:由所述p阱102和栅极重叠的部分组成;110为重型掺杂的p型体阱区域。
5、漂移区:由所述的n阱103组成。
6、栅极结构:由依次形成于衬底101表面的栅介质108,多晶硅109和侧墙107组成;所述结构覆盖p阱102沟道区域,并延伸到所述漂移区103上方,被所述栅极结构覆盖的沟道区p阱102表面用于形成沟道;并由引出栅极111。
7、漏区104a:由形成于所述漂移区表面的n型阱掺杂区域表面的n型重掺杂区域组成,并由引出漏极105。
8、源区104b:由形成于所述沟道区表面的p型阱掺杂区域表面的n型重掺杂区域组成,并由引出源极106。
9、对于p型器件,除了去除110的p阱区域,只需将对应掺杂区域的导电类型取反即可。
>10、此结构的ldmos器件结构简单,但随着应用场景的丰富,由于ldmos本身工作时内部电场分布不均匀,沟道区域和各类结构边缘处已发生电场密集从而产生击穿。由于器件的沟道区域较短,调控较为有限,故较长的漂移区的电场分布以及耗尽情况,会对器件的开关态工作性能产生较大影响。此外,导通电阻ron也不能较大,它也会造成工作电流低,漏电流大,可靠性降低等危害。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提出一种ldmos结构提升器件整体品质因数,有效提升击穿电压bv和比导通电阻ronsp,同时对于器件的漂移区域能够实现全阱区的精准电场调控。
2、本专利技术包括衬底区、沟道区、漂移区、主栅极结构、从栅极结构和分裂场板结构。
3、所述从栅极结构位于所述漂移区表面,用于漂移区域的沟道调节;
4、所述场板结构有多个,均位于所述漂移区表面,且在从栅极结构与漏区之间,用于优化漂移区的电场分布,减少局部电场集中。
5、本专利技术的有益效果:
6、1)本专利技术通过在常规栅极旁增加了一个尺寸更小的栅极,并额外添加电压,以期望能够实现更好的ldmos器件电学性能。
7、2)本专利技术通过添加分列式的多个浮动场板(floating field plates) ,将浮动场板放置在 n 漂移区域的顶部,可以帮助优化漂移区的电场分布,减小电场峰值强度,降低边缘效应,从而提高器件的性能和稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种主从栅极和分裂场板结构的LDMOS器件结构,包括衬底区、沟道区、漂移区、主栅极结构、从栅极结构和分裂场板结构,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的LDMOS器件结构,其特征在于:所述从栅极结构单独接出电位,并施加外加电压。
3.根据权利要求1所述的LDMOS器件结构,其特征在于:所述场板结构由底部的氧化物材料场板结构和上部的金属覆盖物组成。
4.根据权利要求3所述的LDMOS器件结构,其特征在于:氧化物材料所在的层厚度以及金属覆盖物所在的层厚度能够调节。
5.根据权利要求1或3所述的LDMOS器件结构,其特征在于:多个所述场板结构之间间距可调,以适应调整出最优化的器件性能。
6.根据权利要求1或3所述的LDMOS器件结构,其特征在于:多个所述场板结构的尺寸可调,以适应调整出最优化的器件性能。
【技术特征摘要】
1.一种主从栅极和分裂场板结构的ldmos器件结构,包括衬底区、沟道区、漂移区、主栅极结构、从栅极结构和分裂场板结构,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的ldmos器件结构,其特征在于:所述从栅极结构单独接出电位,并施加外加电压。
3.根据权利要求1所述的ldmos器件结构,其特征在于:所述场板结构由底部的氧化物材料场板结构和上部的金属覆盖物组成。
<...【专利技术属性】
技术研发人员:宋逸贤,许凯,高大为,康平瑞,黄霄云,许成刚,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:
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