【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件，具体涉及一种横向双扩散金属氧化物场效应晶体管，可用于工业控制设备的大功率器件。
技术介绍
1、功率半导体器件在电源管理、汽车电子、工业控制、消费电子产品、通信设备以及可再生能源等多个领域都有着广泛的应用。随着对电子设备性能和效率要求的持续提升，也对功率半导体器件的性能提出了更高的要求，以适应更高的功率密度、更低的导通电阻和更优的开关性能。横向双扩散金属氧化物场效应晶体管以其高集成度、高频特性和低导通电阻的特点而成为功率半导体器件中不可或缺的一部分。
2、然而，传统的ldmos器件在追求高耐压时，会面临导通电阻增加的问题。这是因为高耐压通常需要降低漂移区的掺杂浓度或增加其长度，这两种方法都会导致导通电阻的增加。因此，器件的耐压能力和导通电阻之间存在一种矛盾关系。为了解决这一问题，研究人员提出了积累型ldmos器件。这种器件能够在保持高耐压的同时，可显著降低导通电阻，实现了在耐压和导通电阻之间的良好折中。但是，由于积累型器件在导通状态下会产生大量自由载流子，这使器件的关断性能下降。
3、申请号为cn201010619485.4的专利文献公开了一种soi超结ldmos器件的ldd、lds及缓冲层一体化制作方法，该方法采用soi衬底对顶层硅进行离子注入形成交替排列的n型和p型柱区，作为漂移区的横向超结结构，该结构可以显著提升器件导通时的电子密度，从而降低器件的导通电阻，但却削弱了器件的关断特性。
4、申请号为wocn23108133的专利文献公开了一种ldmos结构，该结构将
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于双栅双沟道的n型漂移区积累型横向双扩散场效应晶体管及制备方法，以改善器件关断特性和导通电阻之间的矛盾关系，以提高器件关断特性并降低器件导通电阻。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术思路是：通过在第二n型漂移区的上方引入第二栅极和积累层结构，当对该第二栅极施加正向电压时，可吸引电子到漂移区的表面，从而产生层极高浓度的电子积累层，显著降低器件导通电阻；通过在第二n型漂移区的一侧引入第一栅极，可在器件关断状态时抽取电子，产生一条额外的电子消失路径以改善器件的关断特性。从而实现器件导通电阻与关断特性的良好折中。
3、根据上述思路，本专利技术的技术方案包括如下：
4、1.一种基于双栅双沟道的n型漂移区积累型横向双扩散场效应晶体管，包括：p型衬底、p+源区、右n+源区、左n+源区、p型基区、n+漏区、积累介质层、顶层硅，源极、漏极、衬底电极及n型漂移区，其特征在于：
5、所述p型衬底的上方依次设有第一n型漂移区和第二n型漂移区，构成双n型漂移区结构，该第二n型漂移区的一侧设有n型缓冲层；
6、所述p型基区，其位于第二n型漂移区的另一侧，该p型基区的一侧设有槽栅介质层(14)，其内部淀积有重掺杂的多晶硅层，其上方设有第一栅极；
7、所述顶层硅，其两侧分别设有第一p型区和第二p型区，该第二p型区的一侧设有n+区，该第一p型区的上方设有第二栅极，其与第一栅极构成双栅结构。
8、进一步，所述p型衬底，其材料为硅、锗、砷化镓、碳化硅的任意一种，其掺杂浓度为1×1014cm-3～5×1014cm-3，衬底电极位于该p型硅衬底的背面；所述第一n型漂移区位于p型衬底的上部，其掺杂浓度为1×1013cm-3～1×1016cm-3。
9、进一步，所述积累介质层位于第二n型漂移区的上方，其材料为二氧化硅或高k材料，厚度为0.05～0.2微米，该第二n型漂移区的掺杂浓度为1×1013cm-3～1×1016cm-3。
10、进一步，所述顶层硅的厚度为0.5～3微米，掺杂浓度为1×1013cm-3～7×1015cm-3。所述第一p型区、第二p型区和n+区，其掺杂浓度均为1×1018cm-3～1×1020cm-3。
11、进一步，所述p+源区位于p型基区上方，其掺杂浓度为1×1019cm-3～1×1020cm-3；所述p型基区，其掺杂浓度为1×1016cm-3～2×1017cm-3；所述右n+源区和左n+源区，位于p+源区的两侧，其掺杂浓度均为1×1019cm-3～1×1020cm-3；所述源极位于p型基区的表面，其覆盖右n+源区和左n+源区之间的区域。
12、进一步，所述槽栅介质层，其下边界位于p型基区和第二n型漂移区的下方，其采用二氧化硅或高k材料，厚度为0.05～0.2微米。
13、进一步，所述n+漏区位于n型缓冲层的上方，其下边界不超过第一n型漂移区的下边界，该n型缓冲层的掺杂浓度为1×1015cm-3～2×1016cm-3；
14、所述漏极位于n+漏区和第二p区的表面，该n+漏区的掺杂浓度为1×1019cm-3～1×1020cm-3。
15、2.一种制备上述器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：
16、1)在p型衬底的背面淀积金属形成衬底电极；
17、2)将淀积有衬底电极的p型衬底置于反应室内，通过同质外延技术在p型衬底的正面外延n型外延层形成第一n型漂移区；
18、3)采用刻蚀技术在第一n型漂移区上部一端刻蚀凹槽，并在其内部生长槽栅介质材料，再回刻形成厚度为0.05～0.2微米的槽栅介质层；
19、4)在槽栅介质层表面淀积多晶硅层，并对其表面进行化学机械平坦处理；
20、5)在第一n型漂移区中，先注入n型离子形成第二n型漂移区，再注入p型离子形成p型基区和p+源区，再注入n型离子形成右n+源区、左n+源区和n+漏区；
21、6)在厚度为0.5～3微米的顶层硅下表面生长积累氧化层，并通过键合工艺将其与第二n型漂移区的表面进行键合；
22、7)在顶层硅的上表面，分别注入n型离子形成n+区，注入p型离子形成第一p区、第二p区；
23、8)在左n+源区和右n+源区之间的区域淀积金属形成源极；在多晶硅的表面淀积金属形成第一栅极，在第一p型区的表面淀积金属形成与第一栅极短接的第二栅极；在n+漏区和第二p型区的表面淀积金属形成漏极，完成器件制作。
24、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
25、1.本专利技术由于设置了双栅结构，可提升器件的性能。其中第一栅极可使器件在关断时会产生一条额外的电子消失路径，从而提升器件的关断特性；第二栅极可使第二n型漂移区表面积累形成高浓度的电子薄层，从而降低器件的导通电阻，降低器件导通损耗。
26、2.本专利技术由于设置了双漂移区结构，可使器件形成两条电子的导通和消失路径，其中第一n型漂移区与第一栅极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双栅双沟道的N型漂移区积累型横向双扩散场效应晶体管，包括：P型衬底(9)、第一N型漂移区(8)、P+源区(1)、右N+源区(2)、左N+源区(3)、P型基区(4)、N+漏区(6)、积累介质层(15)、顶层硅(11)，源极(18)、漏极(20)和衬底电极(21)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于：所述积累介质层(15)位于第二N型漂移区(5)的上方，其材料为二氧化硅或高K材料，厚度为0.05～0.2微米，该第二N型漂移区掺杂浓度为1×1014cm-3～5×1015cm-3。
4.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于：所述槽栅介质层(14)，其下边界位于P型基区(4)和第二N型漂移区(5)的下方，其采用二氧化硅或高K材料，厚度为0.05～0.2微米。
7.根据权
8.一种制备权利要求1所述器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于双栅双沟道的n型漂移区积累型横向双扩散场效应晶体管，包括：p型衬底(9)、第一n型漂移区(8)、p+源区(1)、右n+源区(2)、左n+源区(3)、p型基区(4)、n+漏区(6)、积累介质层(15)、顶层硅(11)，源极(18)、漏极(20)和衬底电极(21)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的横向双扩散场效应晶体管，其特征在于：所述积累介质层(15)位于第二n型漂移区(5)的上方，其材料为二氧化硅或高k材料，厚度为0.05～0.2微米，该第二n型漂移区掺杂浓度为1×1014cm-3～5×1015cm-3。
【专利技术属性】
技术研发人员：段宝兴，任宇壕，唐春萍，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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