本发明专利技术提供一种多栅SOI-LDMOS器件结构，包括：SOI衬底，包括硅衬底、埋氧层及顶硅层；有源区，形成于所述顶硅层中，包括依次相连的源区、沟道区、漂移区、浅掺杂漏区、及漏区；多晶硅栅，包括结合于所述沟道区表面的栅氧层及多晶硅层，所述多晶硅栅被至少一个介质层隔成至少两个短栅结构，且对应所述介质层下方的沟道区中形成有与所述沟道区掺杂类型相反的重掺杂区域。本发明专利技术的多栅SOI-LDMOS器件结构，有较高的击穿电压，跨导特性较好，正向导通电阻较小，自热效应较低等特点；由于短栅之间存在与沟道掺杂类型相反的重掺杂区域，当器件受到辐照时，这些重掺杂区域相当于复合中心，为辐照产生的电子空穴对提供了大量的复合中心，从而提高器件整体的抗辐照性能。
【技术实现步骤摘要】
—种多栅so1-ldmos器件结构
本专利技术涉及一种半导体器件结构，特别是涉及一种多栅so1-ldmos器件结构。
技术介绍
当代功率集成电路被广泛应用于电力控制系统、汽车电子、显示器件驱动、通信和照明等日常消费领域以及国防、航天等诸多重要领域，随着其应用领域的不断扩大，对其核心部分的高压器件的要求也越来越高，尤其要求在保证击穿电压的前提下，尽可能地降低器件的导通电阻来提高器件性能，降低功耗。传统高压器件存在比导通电阻(SpecificOn-Resistance, Ron, sp)与击穿电压(Breakdown Voltage, BV) 2.5 次方的“娃极限”关系(Ron, sp mBV2 5)，随着器件击穿电压的提高，在高压应用时器件的比导通电阻会急剧增加。超结(Super Junction, SJ)结构打破了“硅极限”，使得器件比导通电阻与击穿电压之间的关系变为Ron，sp - BV1-32, 1.32次方的指数关系较传统2.5次方的指数关系极大地降低了器件的比导通电阻，从而拓展了功率MOS器件在高压领域的应用，但是在工艺上很难实现P、n柱区的完全耗尽，并且衬底的辅助耗尽效应也将引起漂移区电场分布不均匀从而导致击穿电压不闻。LDMOS(Lateral Double-diffused M0SFET)是高压集成电路(High VoltageIntegrated Circuit,HVIC)和功率集成电路(Power Integrated Circuit,PIC)的关键技术。其主要特征在于沟道区和漏区之间加入一段相对较长的轻掺杂漂移区，该漂移区掺杂类型与漏端一致，通过加入漂移区，可以起到分担击穿电压的作用。高压LDMOS已经广泛被应用于射频、微波、电力电子、光伏、汽车电子以及国防军事等领域。在横向功率器件的设计过程中，必须综合考虑击穿电压、导通电阻、工艺复杂度以及可靠性等因素的相互影响，使其达到一个较为合理的折中。通常某一方面性能的提高往往会导致其它方面性能的退化，击穿电压和导通电阻即存在着这样的矛盾关系。如何在提高击穿电压的同时能够保持导通电阻的不变或者保持击穿电压不变的情况下减小导通电阻成为相关领域广大研究者追求的目标。同时工艺的复杂程度也是衡量一种器件结构能否被产业化生产的重要指标。现有的一种SO1-LDMOS器件结构如图1所示，SOI衬底，包括硅衬底、埋氧层及顶硅层；有源区，形成于所述顶硅层中，包括依次相连的源区104及105、沟道区106、漂移区107、浅掺杂漏108、及漏区109 ;以及多晶硅栅，包括结合于所述沟道区表面的栅氧层110及多晶硅层111，所述漂移区107及浅掺杂漏108表面形成有场氧化层112，所述多晶硅栅及所述场氧化层表面形成有金属电极113。这种传统的单栅结构的S01-LDM0S器件结构，虽然具有了较好的击穿特性，其击穿电压较高，但是，这种结构的S01-LDM0S器件结构的跨导特性较差，正向导通电阻较大，自热效应等较高，器件整体的抗辐照性能不够理想。因此，必须对这种S01-LDM0S器件结构进行改进，使其更符合实际应用的需求。鉴于以上原因，本专利技术提供一种多栅so1-ldmos器件结构，在保持较好的击穿特性的同时，优化其跨导特性、正向导通电阻、自热效应等，并提高器件整体的抗辐照性能。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种多栅so1-ldmos器件结构，用于解决现有技术中单栅so1-ldmos器件结构的跨导特性、正向导通电阻、自热效应等性能、及整体的抗辐照性能较差的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种多栅so1-ldmos器件结构，至少包括:SOI衬底，包括硅衬底、埋氧层及顶硅层；有源区，形成于所述顶硅层中，包括依次相连的源区、沟道区、漂移区、浅掺杂漏、及漏区；多晶硅栅，包括结合于所述沟道区表面的栅氧层及多晶硅层，所述多晶硅栅被至少一个介质层隔成至少两个短栅结构，且对应所述介质层下方的沟道区中形成有与所述沟道区掺杂类型相反的重掺杂区域。作为本专利技术的多栅so1-ldmos器件结构的一种优选方案，所述重掺杂区域的掺杂浓度大于所述漂移区的掺杂浓度，所述重掺杂区域的掺杂浓度为lel8?Ie21/cm3。作为本专利技术的多栅S01-LDM0S器件结构的一种优选方案,所述多晶娃栅被2个以上的介质层隔成多个短栅结构。进一步地，所述多晶硅栅被3个介质层隔成4个短栅结构。作为本专利技术的多栅S01-LDM0S器件结构的一种优选方案，所述短栅结构的长度为0.02?4 iim，相邻两个短栅结构之间的距离为0.05?2iim。作为本专利技术的多栅SO1-LDMOS器件结构的一种优选方案，所述介质层的材料为包括二氧化硅、氮化硅的高介电常数的氧化物或氮化物。作为本专利技术的多栅S01-LDM0S器件结构的一种优选方案，所述源区包括重掺杂N型区及重掺杂P型区。作为本专利技术的多栅S01-LDM0S器件结构的一种优选方案，所述沟道区的掺杂类型为P型，所述漂移区、浅掺杂漏区及漏区的掺杂类型为N型，所述重掺杂区域的掺杂类型为N型。作为本专利技术的多栅S01-LDM0S器件结构的一种优选方案，所述沟道区的掺杂类型为N型，所述漂移区、浅掺杂漏及漏区的掺杂类型为P型，所述重掺杂区域的掺杂类型为P型。作为本专利技术的多栅S01-LDM0S器件结构的一种优选方案，所述漂移区表面结合有场氧化层，所述场氧化层可以是二氧化硅、氮化硅以及其他氧化物或氮化物，所述多晶硅栅及靠近所述多晶硅栅一侧的部分场氧化层表面覆盖有金属层。如上所述，本专利技术提供一种多栅SO1-LDMOS器件结构，至少包括:S0I衬底，包括硅衬底、埋氧层及顶硅层；有源区，形成于所述顶硅层中，包括依次相连的源区、沟道区、漂移区、浅掺杂漏区、及漏区；多晶硅栅，包括结合于所述沟道区表面的栅氧层及多晶硅层，所述多晶硅栅被至少一个介质层隔成至少两个短栅结构，且对应所述介质层下方的沟道区中形成有与所述沟道区掺杂类型相反的重掺杂区域。本专利技术的多栅so1-ldmos器件结构，有较高的击穿电压，跨导特性较好，正向导通电阻较小，自热效应较低等特点；而且，由于短栅之间存在与沟道掺杂类型相反的重掺杂区域，当器件受到辐照时，这些重参杂区域相当于复合中心，为辐照产生的电子空穴对提供了大量的复合中心，从而提了高器件整体的抗辐照性能。【附图说明】图1显示为传统的单栅S01-LDM0S器件结构示意图。图2显示为本专利技术的双栅S01-LDM0S器件结构示意图。图3显示为本专利技术的四栅S01-LDM0S器件结构示意图。图4显示为传统的单栅S01-LDM0S器件结构、双栅S01-LDM0S器件结构、及四栅SO1-LDMOS器件结构的击穿特性仿真对比图。图5显示为传统的单栅S01-LDM0S器件结构、双栅S01-LDM0S器件结构、及多栅SO1-LDMOS器件结构的跨导特性仿真对比图。图6显示为传统的单栅S01-LDM0S器件结构、双栅S01-LDM0S器件结构、及多栅SO1-LDMOS器件结构的导通电阻仿真对比图。图7显示为传统的单栅S01-LDM0S器件结构、双栅S01-LDM0S器件结构、及多栅SO1-LDMOS器件结构的自热效应仿真对比图。元件标号说明201硅衬底 20本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多栅SOI?LDMOS器件结构，其特征在于，至少包括：SOI衬底，包括硅衬底、埋氧层及顶硅层；有源区，形成于所述顶硅层中，包括依次相连的源区、沟道区、漂移区、浅掺杂漏区、及漏区；多晶硅栅，包括结合于所述沟道区表面的栅氧层及多晶硅层，所述多晶硅栅被至少一个介质层隔成至少两个短栅结构，且对应所述介质层下方的沟道区中形成有与所述沟道区掺杂类型相反的重掺杂区域。
【技术特征摘要】
1.一种多栅SO1-LDMOS器件结构，其特征在于，至少包括: SOI衬底,包括娃衬底、埋氧层及顶娃层； 有源区，形成于所述顶硅层中，包括依次相连的源区、沟道区、漂移区、浅掺杂漏区、及漏区； 多晶硅栅，包括结合于所述沟道区表面的栅氧层及多晶硅层，所述多晶硅栅被至少一个介质层隔成至少两个短栅结构，且对应所述介质层下方的沟道区中形成有与所述沟道区掺杂类型相反的重掺杂区域。2.根据权利要求1所述的多栅S01-LDM0S器件结构，其特征在于:所述重掺杂区域的掺杂浓度大于所述漂移区的掺杂浓度，所述重掺杂区域的掺杂浓度为IelS~le21/cm3。3.根据权利要求1所述的多栅S01-LDM0S器件结构，其特征在于:所述多晶硅栅被2个以上的介质层隔成多个短栅结构。4.根据权利要求3所述的多栅S01-LDM0S器件结构，其特征在于:所述多晶硅栅被3个介质层隔成4个短栅结构。5.根据权利要求1所述的多栅S01-LDM0S器件结构，其特征在于:所述短栅结构的长...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵清太，徐大伟，西格弗里德曼特尔，俞跃辉，程新红，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，于利希研究中心股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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