[发明专利]一种多栅极高压场效应晶体管

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种多栅极高压场效应晶体管。

【背景技术】

高压场效应晶体管被广泛用作功率开关。在很多功率开关应用中，导通电阻是其重要的指标，减小导通电阻有助于减小开关导通时的导通功率损耗。功率开关的导通功率损耗为I_ON².R_ON，其中I_ON为功率开关的导通电流，R_ON为功率开关的导通电阻。可见，导通电阻越小，导通功率损耗越小。现有技术中，通过并联更多场效应晶体管单元，增加等效宽度，以减小导通电阻，但这样会增加芯片面积，从而增加芯片成本。

请参考图1所示，其为现有技术中高压场效应晶体管的结构示意图。该高压场效应晶体管为高压NMOS（N-Type Mental-Oxide-Semiconductor）晶体管，其包括深N阱DN、自深N阱DN上表面向下延伸至深N阱DN内的P阱PW、自P阱PW上表面向下延伸至P阱PW内的第一N+有源区、自P阱PW上表面向下延伸至P阱PW内的P+有源区、自深N阱DN上表面向下延伸至深N阱DN内的第二N+有源区，P阱PW与第二N+有源区相互间隔，第一N+有源区位于P+有源区和第二N+有源区之间,其中，深N阱DN的上表面、P阱PW的上表面和晶圆的上表面为同一平面。所述高压场效应晶体管还包括形成于所述晶片上方且位于第一N+有源区和第二N+有源区之间的栅氧层和场氧层，以及形成于所述栅氧层上方的栅极。其中，所述栅氧层的一侧紧邻所述第一N+有源区，另一侧紧邻所述场氧层，所述第二N+有源区紧邻所述场氧层。

所述P阱PW和所述N阱DN的掺杂浓度低，所述P+有源区和N+有源区的掺杂浓度高。所述P+有源区形成衬体接触，第一N+有源区形成源极，所述P阱PW形成衬体区，所述第二N+有源区形成漏极，位于第二N+有源区（即漏极）和P阱PW（衬体区）之间的深N阱DN（漂移区）用于实现漏极对衬体的高耐压。所述栅氧层覆盖位于第一N+有源区和第二N+有源区之间的P阱PW的上表面，其中部分第一栅氧层延伸至位于第二N+有源区和P阱PW之间的漂移区的上表面。所述栅氧层下方的P阱PW形成沟道。所述栅极用于控制该高压场效应晶体管的导通或者关断。所述场氧层位于所述栅极与漏极（即第二N+有源区）之间，其厚度大于所述栅氧层的厚度，其目的在于当栅极电压等于源极电压而关断场效应晶体管时，所述场氧层承受漏极至栅极的耐压。现有技术中，由于漏极区域存在轻掺杂漂移区N阱DN，其电子浓度相对于第二N+有源区的电子浓度较低，所以其电阻率相比重掺杂区第二N+有源区（漏极）要大很多，对于该高压NMOS晶体管的导通电阻来说，相当于串联了较大的漏极电阻，从而使其导通时的导通功率损耗较大。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种多栅极高压场效应晶体管，其可以减小高压场效应晶体管作为功率开关使用时的导通电阻，从而减小其导通时的导通功率损耗。

为了解决上述问题，本发明提供一种高压场效应晶体管，其包括衬体区、自衬体区上表面向下延伸至所述衬体区内的衬体接触、自衬体区上表面向下延伸至所述衬体区内的源极、与衬体区相互间隔的漏极，以及位于漏极和衬体区之间的漂移区，所述源极位于所述衬体接触和所述漏极之间。所述高压场效应晶体管还包括位于源极和漏极之间且位于漂移区和衬体区上方的复数个栅氧层以及位于对应栅极层上的复数个栅极。

进一步的，紧邻所述源极的栅极下方的衬体区形成沟道，用于控制所述高压场效应晶体管的导通和截至，其余栅极下方为漂移区，用于控制所述高压场效应晶体管实现更小的导通电阻。

更进一步的，从源极到漏极的各个栅氧层的厚度依次变厚。

更进一步的，从源极到漏极的各个栅极下方对应的漂移区的掺杂浓度逐渐增加。

更进一步的，各个栅极下方对应的漂移区的掺杂深度深于漏极的掺杂深度。

更进一步的，所述漂移区为深N阱，所述衬体区为P阱，所述衬体接触为P+有源区，所述源极为N+有源区，所述漏极为P+有源区。

更进一步的，当控制开启所述高压场效应晶体管时，控制从源极到漏极的各个栅极的电压依次从低电平跳变为高电平；当控制关断所述高压场效应晶体管时，控制从源极到漏极的各个栅极的电压依次从高电平跳变为低电平。

更进一步的，从源极到漏极的各个栅极上施加的高电平的电压值依次增大。