[发明专利]LDMOS晶体管及相关系统和方法

权利要求书

1.一种LDMOS晶体管，包括：

硅半导体结构；

第一栅极结构和第二栅极结构，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构设置在所述硅半导体结构上并且在横向方向上彼此分离，所述第一栅极结构包括在正交于所述横向方向的厚度方向上堆叠在所述硅半导体结构的第一外表面上的第一栅极电介质层和第一栅极导体，并且所述第二栅极结构包括在所述厚度方向上堆叠在所述硅半导体结构的所述第一外表面上的第二栅极电介质层和第二栅极导体；以及

沟槽电介质层，所述沟槽电介质层设置在所述硅半导体结构中的沟槽中，并且在所述厚度方向上至少部分地在所述第一栅极结构和所述第二栅极结构中的每一个下方延伸，所述沟槽电介质层不同于所述第一栅极电介质层和所述第二栅极电介质层中的每一个，并且所述沟槽电介质层在所述厚度方向上延伸到所述硅半导体结构的所述第一外表面。

2.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其中：

所述硅半导体结构包括：

衬底，

形成在所述衬底上的n阱，

形成在所述n阱中的p主体，

形成在所述p主体中的源极n+区域，以及

形成在所述n阱中的漏极n+区域；并且

所述沟槽电介质层在所述横向方向上设置在所述p主体和所述漏极n+区域之间。

3.根据权利要求2所述的LDMOS晶体管，其中：

所述硅半导体结构还包括形成在所述p主体中的源极p+区域；

所述源极p+区域具有比所述p主体更大的p型掺杂浓度；并且

所述源极n+区域和所述漏极n+区域中的每一个均具有比所述n阱更大的n型掺杂浓度。

4.根据权利要求2所述的LDMOS晶体管，所述第一栅极导体和所述第二栅极导体中的每一个均由多晶硅形成，并且所述第一栅极电介质层和所述第二栅极电介质层中的每一个均由二氧化硅形成。

5.根据权利要求2所述的LDMOS晶体管，所述p主体在所述厚度方向上在所述沟槽电介质层的下方延伸，并且所述p主体具有渐变的p型掺杂浓度。

6.根据权利要求3所述的LDMOS晶体管，还包括：

源电极，所述源电极设置在所述硅半导体结构的所述第一外表面上并接触所述源极p+区域和所述源极n+区域中的每一个；

漏电极，所述漏电极设置在所述硅半导体结构的所述第一外表面上并与所述漏极n+区域接触；

第一栅电极，所述第一栅电极堆叠在所述第一栅极导体上；以及

第二栅电极，所述第二栅电极堆叠在所述第二栅极导体上。

7.一种开关电路，包括：

根据权利要求6所述的LDMOS晶体管；

驱动电路，用于在相对于所述源电极的至少两个不同的电压幅值之间反复驱动所述第一栅电极；以及

偏置电路，用于将所述第二栅电极相对于所述源电极保持在正电压。

8.根据权利要求7所述的开关电路，所述偏置电路被配置为将所述第二栅电极相对于所述源电极保持在固定的正电压。

9.一种LDMOS晶体管，包括：

硅半导体结构；

第一栅极结构，所述第一栅极结构在厚度方向上设置在所述硅半导体结构上、至少部分地位于p主体上方，所述第一栅极结构包括在所述厚度方向上堆叠在所述硅半导体衬底的第一外表面上的第一栅极电介质层和第一栅极导体；以及

第二栅极结构，所述第二栅极结构部分地设置在所述硅半导体结构的沟槽中，所述第二栅极结构包括嵌入位于所述沟槽中的第二栅极电介质层中的第二栅极导体；

其中，所述第一栅极结构与所述第二栅极结构在横向方向上至少部分地彼此分离，所述横向方向与所述厚度方向正交。