横向晶体管及其制造方法技术

提出了一种横向晶体管及其制造方法。根据本发明专利技术实施例的横向晶体管包括：栅区，形成于栅介质层的第一部分上；以及场板，形成于场介质层上，覆盖该场介质层的至少一部分，并延伸至所述栅介质层上覆盖该栅介质层的第二部分，其中该场板与所述栅区之间具有位于所述栅介质层的第三部分上方的隔离间隙，并且该场板与该横向晶体管的源区耦接。根据本发明专利技术实施例的横向晶体管具有相对较小的漏栅电容，也可以具有较低的比导通电阻，还可以具有改善的热载流子寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及半导体器件，尤其涉及横向功率晶体管。
技术介绍
横向功率晶体管，例如双扩散金属氧化物半导体(DMOS)场效应晶体管通常作为开关器件被广泛应用于各种电源管理电路中，这些电源管理电路用于为各种工业电子设备及消费电子设备提供合适的工作电压。通过控制功率晶体管以相对较高的频率周期性地导通或关断，从而将供电电压转换为合适的输出电压的电源管理电路通常称作开关电源。开关电源中功率晶体管允许的最大开关速率是影响开关电源的功率转换效率、尺寸及生产成本的因素之一。功率晶体管允许的开关速率越大，开关电源能够采用的工作开关频率就越闻。较闻的开关频率意味着开关电源中用于驱动功率开关管的电路兀件允许的制造尺寸更小,功耗更低并且生产成本降低,集成度提高。功率晶体管通常包括制作于半导体衬底中的栅区、源区和漏区。栅区用于控制衬底中位于源区和漏区之间的一个沟道区的导通和阻断，从而控制从漏区到源区的电流。以横向DMOS功率晶体管为例，其栅区通常位于栅介电层上，该栅介电层具有厚度相对较小的薄部和厚度相对较大的厚部，该薄部通常覆盖该横向DMOS功率晶体管的沟道区及其漂移区的一部分，该厚部覆盖其漂移区的另外一部分。通常所述栅区连续地形成于所述栅介电层上并且部分延伸至所述厚部上。该厚部有助于降低栅区的场强，从而允许更高的漏区至栅区电压施加于漏区和栅区之间，因而使所述横向DMOS功率晶体管的击穿电压增大，具有更好的耐压性。然而，由于栅区是连续形成于栅介电层上并且至少部分延伸至所述厚部上，导致漏栅电容(即漏区至栅区之间的等效电容)增大了。漏栅电容的增大使得将栅电容(包括漏栅电容和栅源电容)充电以将DMOS功率晶体管导通所需要的电荷量增大，从而需要更多充电时间，同时也使得将栅电容放电以将DMOS功率晶体管关断需要释放的电荷量增大和关断，从而需要更多放电时间，因而导致该功率晶体管的开关速率变慢。对于功率晶体管，除了希望其具有相对较高的击穿电压、相对较低的导通电阻之夕卜，还希望其具有相对较小的漏栅电容以支持相对较大的开关速率。另外，也希望功率晶体管的栅介电层(尤其是沟道区上方的栅介电层)具有相对更小的厚度。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的实施例提供一种。在本专利技术的一个方面，提出了一种横向晶体管，包括半导体层，具有第一导电类型；源区，形成于所述半导体层中，具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型；漏区，具有所述第二导电类型，形成于所述半导体层中并与所述源区相分离；第一阱区，具有所述第二导电类型，形成于所述漏区的外围，向所述源区延伸，但与所述源区相分离；栅介电层，形成于所述半导体层上，覆盖位于所述源区和所述第一阱区之间的所述半导体层，并向所述第一阱区上方延伸以覆盖所述第一阱区的第一部分；场介电层，形成于所述半导体层上，覆盖位于所述漏区和所述栅介电层之间的所述第一阱区的第二部分，并与所述栅介电层衔接，其中该场介电层的厚度大于所述栅介电层的厚度；栅区，位于所述栅介电层的靠近所述源区一侧的第一部分上；以及场板，覆盖所述场介电层的至少一部分，并延伸至所述栅介电层上以覆盖所述栅介电层的第二部分，其中该场板与所述源区电气耦接，并且该场板与所述栅区具有位于所述栅介电层的第三部分上方的隔离间隙，所述栅介电层的第三部分位于其第一部分和第二部分之间并连接该第一部分和第二部分。在本专利技术的另一方面，提出了一种形成横向晶体管的方法，包括提供具有第一导电类型的半导体层；在所述半导体层中形成具有第二导电类型的第一阱区，其中所述第二 导电类型与所述第一导电类型相反；在所述半导体层上形成覆盖该第一阱区的第一部分的场介电层，露出该第一阱区的第二部分和第三部分，其中该第一阱区的第一部分位于其第二部分和第三部分之间；在所述半导体层上形成栅介电层，该栅介电层至少有一部分覆盖所述第一阱区的第二部分并且与所述场介电层衔接，其中所述场介电层的厚度大于所述栅介电层的厚度；在所述栅介电层上形成覆盖该栅介电层的第一部分的栅区；在所述场介电层和所述栅介电层上形成覆盖该场介电层的至少一部分并覆盖该栅介电层的第二部分的场板，所述栅区和所述场板之间具有位于该栅介电层第三部分上方的隔离间隙，该栅介电层的第三部分位于其第一部分和第二部分之间并相互连接；在所述第一阱区的第三部分中形成具有所述第二导电类型的漏区，并在靠近所述栅区一侧的半导体层中形成具有所述第二导电类型的源区；以及将所述场板与所述源区耦接。附图说明下面的附图有助于更好地理解接下来对本专利技术不同实施例的描述。这些附图并非按照实际的特征、尺寸及比例绘制，而是示意性地示出了本专利技术一些实施方式的主要特征。这些附图和实施方式以非限制性、非穷举性的方式提供了本专利技术的一些实施例。为简明起见，不同附图中具有相同功能的相同或类似的组件或结构采用相同的附图标记。图1示出了根据本公开一个实施例的横向晶体管100的纵向剖面示意图；图2示出了根据本公开另一实施例的横向晶体管200的纵向剖面示意图；图3A示意出了根据本专利技术一个实施例的连续第三轻掺杂区201的平面示意3B示意出了根据本专利技术一个实施例的不连续第三轻掺杂区201的平面示意图；图4示出了根据本公开另一实施例的横向晶体管300的纵向剖面示意图；图5示出了根据本公开一个实施例的制造横向晶体管的方法中部分阶段的流程示意图。具体实施方式下面将详细说明本专利技术的一些实施例。在接下来的说明中，一些具体的细节，例如实施例中的具体电路结构和这些电路元件的具体参数，都用于对本专利技术的实施例提供更好的理解。本
的技术人员可以理解，即使在缺少一些细节或者其他方法、元件、材料等结合的情况下，本专利技术的实施例也可以被实现。在本公开的说明书及权利要求书中，若采用了诸如“左、右、内、外、前、后、上、下、顶、之上、底、之下”等一类的词，均只是为了便于描述，而不表示组件/结构的必然或永久的相对位置。本领域的技术人员应该理解这类词在合适的情况下是可以互换的，例如，以使得本公开的实施例可以在不同于本说明书描绘的方向下仍可以运作。在本公开的上下文中，将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。此外，“耦接”一词意味着以直接或者间接的电气的或者非电气的方式连接。“一个/这个/那个”并不用于特指单数，而可能涵盖复数形式。“在……内”可能涵盖“在……内/上”。在本公开的说明书中，若采用了诸如“根据本公开的一个实施例”、“在一个实施例中”等用语并不用于特指在同一个实施例中，当然也可能是同一个实施例中。若采用了诸如“在另外的实施例中”、“根据本公开的不同实施例”、 “根据本公开另外的实施例”等用语，也并不用于特指提及的特征只能包含在特定的不同的实施例中。本领域的技术人员应该理解，在本公开说明书的一个或者多个实施例中公开的各具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。除非特别指出，“或”可以涵盖“和/或”的意思。若“晶体管”的实施例可以包括“场效应晶体管”或者“双极结型晶体管”，则“栅极/栅区”、“源极/源区”、“漏极/漏区”分别可以包括“基极/基区”、“发射极/发射区”、“集电极/集电区”，反之亦然。本领域技术人员应该理解以上对各用词的说明仅仅提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向晶体管，包括：半导体层，具有第一导电类型；源区，形成于所述半导体层中，具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型；漏区，具有所述第二导电类型，形成于所述半导体层中并与所述源区相分离；第一阱区，具有所述第二导电类型，形成于所述漏区的外围，向所述源区延伸，但与所述源区相分离；栅介电层，形成于所述半导体层上，覆盖位于所述源区和所述第一阱区之间的所述半导体层，并向所述第一阱区上方延伸以覆盖所述第一阱区的第一部分；场介电层，形成于所述半导体层上，覆盖位于所述漏区和所述栅介电层之间的所述第一阱区的第二部分，并与所述栅介电层衔接，其中该场介电层的厚度大于所述栅介电层的厚度；栅区，位于所述栅介电层的靠近所述源区一侧的第一部分上；以及场板，覆盖所述场介电层的至少一部分，并延伸至所述栅介电层上以覆盖所述栅介电层的第二部分，其中该场板与所述源区电气耦接，并且该场板与所述栅区具有位于所述栅介电层的第三部分上方的隔离间隙，所述栅介电层的第三部分位于其第一部分和第二部分之间并连接该第一部分和第二部分。

【技术特征摘要】
2012.06.22 US 13/530,2761.一种横向晶体管,包括半导体层，具有第一导电类型；源区，形成于所述半导体层中，具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型；漏区，具有所述第二导电类型，形成于所述半导体层中并与所述源区相分离；第一阱区，具有所述第二导电类型，形成于所述漏区的外围，向所述源区延伸，但与所述源区相分离；栅介电层，形成于所述半导体层上，覆盖位于所述源区和所述第一阱区之间的所述半导体层，并向所述第一阱区上方延伸以覆盖所述第一阱区的第一部分；场介电层，形成于所述半导体层上，覆盖位于所述漏区和所述栅介电层之间的所述第一阱区的第二部分，并与所述栅介电层衔接，其中该场介电层的厚度大于所述栅介电层的厚度；栅区，位于所述栅介电层的靠近所述源区一侧的第一部分上；以及场板，覆盖所述场介电层的至少一部分，并延伸至所述栅介电层上以覆盖所述栅介电层的第二部分，其中该场板与所述源区电气耦接，并且该场板与所述栅区具有位于所述栅介电层的第三部分上方的隔离间隙，所述栅介电层的第三部分位于其第一部分和第二部分之间并连接该第一部分和第二部分。2.如权利要求1所述的横向晶体管，进一步包括第二阱区，该第二阱区具有所述第一导电类型，形成于所述源区外围并部分延伸至所述栅区下方。3.如权利要求2所述的横向晶体管，其中，所述第一阱区延伸至所述源区一侧下方，并包围所述源区和所述第二阱区，其中所述第二阱区将所述源区与所述第一阱区隔离。4.如权利要求1所述的横向晶体管，进一步包括体接触区，具有所述第一导电类型， 与所述源区毗邻并与所述源区接触。5.如权利要求1所述的横向晶体管，进一步包括第三轻掺杂区，形成于所述第一阱区中，位于所述栅区和所述场板之间的所述隔离间隙下方，具有所述第一导电类型并具有较小的掺杂深度。6.如权利要求5所述的横向晶体管，其中，所述第三轻掺杂区连续形成于所述隔离间隙下方的所述第一阱区中。7.如权利要求5所述的横向晶体管，其中，所述第三轻掺杂区间断形成于所述隔离间隙下方的所述第一阱区中。8.如权利要求1所述的横向晶体管，进一步包括第一隔离侧墙和第二隔离侧墙，分别形成于所述栅区的第一侧和第二侧；以及第三隔离侧墙和第四隔离侧墙，分别形成于所述场板的第一侧和第二侧。9.如权利要求1所述的横向晶体管，进一步包括第一轻掺杂区，具有所述第一导电类型，紧邻述源区形成并与所述源区接触，并且延伸至所述栅区下方。10.如权利要求1所述的横向晶体管，进一步包括第二轻掺杂区，具有所述第一导电类型，紧邻所述漏区形成并与所述漏区接触，并且延伸至...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔伊·迈克格雷格，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：