[发明专利]横向高压器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及半导体器件，尤其涉及横向高压晶体管。

背景技术

横向高压晶体管正在被广泛应用于各种工业电子设备及消费电子设备的集成高压电源管理电路中。在这些高压电源管理电路中，横向晶体管通常响应于控制信号而导通或关断，从而将供电电压转换为适合驱动例如工业电子设备及消费电子设备的输出电压。大多数高压电源管理电路接收的供电电压可能比较高，例如高到1000V，因此，应用于这些高压电源管理电路中的横向高压晶体管应该既具有较高的击穿电压（breakdown voltage）又具有较低的导通电阻（on-resistance）以提高电源管理电路的工作稳定性及工作效率。

大部分现有的横向晶体管包括源区和体区，它们通常连接在一起以减弱寄生双极型晶体管的影响，从而保证该横向晶体管具有良好的稳固性或安全工作区域（Safe-Operation-Area）。然而，体区通常与衬底相连接，因而导致源区与衬底共享同样的电压。但是，在很多电源管理应用中，希望提供一种横向高压晶体管，其源区可以承受比衬底电压更高的电压，同时，该高压晶体管还要具有良好的耐高压能力（例如：需要其具有较高的击穿电压）和良好的载流能力（例如：需要其具有较低的导通电阻）。

一种允许源区比衬底能够承受更高电压的方法是将源区和体区分开（即不再将它们连接在一起），使得体区仍然与衬底连接，而源区则可以承受一个“上浮”到高于衬底电压之上的电压（a voltage floating above the substrate voltage）。但是，在这种情况下，源区可以承受的最大电压受到限制而不会高于源区和体区之间的击穿电压，通常大约仅为10V。这种方法的另一个缺点是：由于源区到体区距离的增大会使寄生双极型晶体管的基区电阻增大，从而导致安全工作区域减小。

发明内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本发明的实施例提供一种横向高压晶体管及其制造方法。

在本发明的一个方面，提出了一种横向高压晶体管，包括：半导体层，具有第一导电类型；源区，具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型，该源区形成于所述半导体层中；漏区，具有所述第二导电类型，该漏区形成于所述半导体层中并与所述源区相分离；第一隔离层，形成在位于所述源区和漏区之间的所述半导体层上；第一阱区，具有所述的第二导电类型，该第一阱区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；第二阱区，形成于所述源区外围，并具有所述的第一导电类型；栅区，形成在位于所述第二阱区和与该第二阱区邻近的部分第一阱区之上的所述第一隔离层上；以及第一掩埋层，形成于邻近所述源区一侧的所述第一阱区下方，具有所述的第一导电类型。

根据本发明的实施例，当施加在所述漏区上的电压高于一个夹断电压时，所述第一阱区的位于所述栅区和所述第一掩埋层之间的部分被该栅区和该第一掩埋层充分耗尽。

根据本发明的实施例，所述夹断电压低于所述第一阱区和第二阱区之间的结击穿电压。

根据本发明的实施例，所述横向高压晶体管可以进一步包括第二掩埋层，该第二掩埋层形成于所述第二阱区的下方，具有所述的第二导电类型，并且与所述的第一阱区耦接。

根据本发明的实施例，所述第一阱区和所述第二掩埋层将所述第二阱区与所述半导体层隔离。

根据本发明的实施例，当施加在所述漏区上的电压高于一个夹断电压时，所述第一阱区的位于所述栅区和所述第一掩埋层之间的部分被该栅区和该第一掩埋层充分耗尽，并且所述夹断电压低于所述第二阱区和第二掩埋层之间的结击穿电压。

根据本发明的实施例，所述栅区横向扩展以遮盖所述第一掩埋层的大部分或全部。

根据本发明的实施例，所述横向高压晶体管可以进一步包括体接接触区，其具有所述的第一导电类型，邻近所述源区形成于所述第二阱区中。

根据本发明的实施例，所述第一阱区可以包括多个具有第二导电类型的掺杂区，其中每个掺杂区的掺杂浓度与其余掺杂区的掺杂浓度不同。

根据本发明的实施例，所述横向高压晶体管可以进一步包括厚介电层，其覆盖所述第一阱区的一部分，并且将所述漏区横向地与所述栅区及源区隔离，其中所述栅区的一部分延伸至所述厚介电层之上位于所述第一掩埋层上方的部分。