[发明专利]带有可调型场板的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管

说明书

本发明提出了一种带有可调型场板的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：场氧化层和位于场氧化层下方的漂移区，在所述场氧化层的表面设置若干可调型场板，相邻两个可调型场板之间间隔设定距离；每一个可调型场板均连接调节电容；通过调节可调型场板和调节电容的正负电极的尺寸，能够调节可调型场板上的感应电荷量和感应电位，使得漂移区内获得均匀的表面横向电场分布。该结构器件可以改善器件漂移区表面横向电场分布，具有很高的横向耐压能力和很小的导通电阻。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件领域，更具体的说，是涉及一种适用于高压应用的带有可调型场板的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOS)。

背景技术

横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOS)是双扩散金属氧化物半导体场效应管器件(DMOS)的一种横向结构。具有耐压高、增益大、易驱动等优点，并且更易与CMOS工艺兼容，因此在智能功率集成电路中得到广泛的应用。目前横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOS)设计的重点是如何合理缓和击穿电压与导通电阻之间的矛盾，并且保证其有较高的稳定性。当前人们对横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOS)研究的焦点主要集中在其漂移区浓度的设计，通过埋层技术减小器件表面电场强度(ReduceSurface Field)，以及电阻场极板、Super Junction、漂移区渐变掺杂等技术来实现击穿电压与导通电阻的折中。

传统的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管结构如图1所示，为使LDMOS器件在芯片中发挥更好的作用，改善器件的击穿电压和导通电阻折中关系是LDMOS设计的一个重要研究课题。场板技术可以改善LDMOS器件的击穿电压和导通电阻折中关系，然而，传统场板与器件的源极相连接，具有固定的电位，而器件在耐压状态下漂移区表面的电位是沿着器件长度方向变化的，因此，传统场板在器件耐压状态下的感应电荷在器件长度方向上分布不均匀，使得器件漂移区不同位置处受到场板的影响大小不同，所以传统场板无法使器件漂移区获得均匀的横向电场(即长度方向电场)分布。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了带有可调型场板的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，该器件中各场板的作用大小可通过器件结构参数设计进行调节，改善了漂移区横向电场分布不均匀的问题，器件具有更高的横向耐压能力和更小的导通电阻。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种带有可调型场板的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管，包括：源极金属，场氧化层和位于场氧化层下方的漂移区，在所述场氧化层的表面设置若干可调型场板，相邻两个可调型场板之间间隔设定距离；

每一个可调型场板均连接调节电容；所述可调型场板与调节电容的正电极相连接，在所述调节电容正电极上方设置调节电容负电极；所有调节电容的负电极通过金属互连线与源极金属连接；

通过设置可调型场板和调节电容的正负电极的尺寸，能够调节可调型场板上的感应电荷量，使得漂移区内获得均匀的表面横向电场分布。

进一步地，所述调节电容的正、负电极大小相等，完全对齐。

进一步地，在源极金属到漏极金属的方向上，所述调节电容的正、负电极之间相互覆盖的面积依次递减。

进一步地，所述源极金属和漏极金属之间的空隙采用绝缘介质层填充。

进一步地，所述可调型场板和调节电容的长度和/或宽度根据实际需要进行设计。

进一步地，所述可调型场板沿宽度方向断续设置，将宽度方向上的可调型场板分成若干个可调型场板单元，每一个可调型场板单元均连接相应的调节电容单元。

本发明进一步公开了一种应用于打印机、电动机或者平板显示器上的驱动芯片，采用上述带有可调型场板的横向双扩散金属氧化物半导体场效应管。