[发明专利]一种含组合介质深槽的横向耐压区

说明书

本发明公开了一种含组合介质深槽的横向耐压区，其包括衬底，衬底上设置有漂移区，漂移区中设置有上端开口的绝缘介质槽，在耐压状态时的介质槽低电位侧设置有P型深槽电容充电电荷补偿区，漂移区槽体的高电位侧设置有N型深槽电容充电电荷补偿区。本发明通过在介质深槽内填充两种不同的介质，在纵向上通过它们横向宽度线性变化形成组合，进而调变深槽电容。调变后的深槽电容可与深槽两侧纵向变化的电势相匹配，使其所需充电电荷沿纵向接近均匀分布。此后采用均匀掺杂就能为深槽电容提供恰当的充电电荷，实现优化该类器件漂移区内电场分布的目的，从而有效改善击穿电压与比导通电阻之间的折中关系。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种含组合介质深槽的横向耐压区。

背景技术

具有横向耐压区的半导体功率器件，如横向MOSFET等，由于其电极通常位于同一平面，所以适合用于功率集成电路中。一般情况下，该类器件为了维持较高的的击穿电压或电流，会占用较大的芯片面积，从而增加芯片的制造成本。

具有深槽结构的横向耐压区中有一个填充了绝缘介质的深槽，利用这个深槽，可以对漂移区进行折叠，从而增加漂移区的有效长度，优化器件击穿电压和比导通电阻之间的折中关系。

但在这种带槽的器件中，介质深槽引入了一个寄生电容[2]。该电容以两侧漂移区为极板，以深槽介质为电介质，称为深槽电容(C_DT)。当深槽两侧存在电势差，会在两侧漂移区搜集电荷为C_DT充电。对于单一介质填充的介质深槽，当器件临界击穿时，深槽两侧电势差沿纵向变化，而C_DT是始终纵向不变的，根据Q＝V·C可知，C_DT左右极板所需的充电电荷Q也是纵向变化的。该纵向变化的电荷索取将导致漂移区电场分布不均匀，加剧器件内部的电场集中，降低器件耐压。

发明内容

本发明提出一种具有含组合介质深槽的横向耐压区，用以在解决器件内部电场集中以提高击穿电压的同时利用深槽电容充电电荷补偿区增加漂移区掺杂浓度以降低比导通电阻。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种含组合介质深槽的横向耐压区，其包括衬底，衬底上设置有漂移区，漂移区中设置有上端开口的槽体，漂移区槽体的低电位侧设置有P型深槽电容充电电荷补偿区，漂移区槽体的高电位侧设置有N型深槽电容充电电荷补偿区；

P型深槽电容充电电荷补偿区与与其相邻的漂移区的上端共同设置有P型重掺杂区；P型重掺杂区上设置有阳极；

N型深槽电容充电电荷补偿区与与其相邻的漂移区的上端共同设置有N型重掺杂区；N型重掺杂区上设置有阴极；

P型深槽电容充电电荷补偿区和N型深槽电容充电电荷补偿区之间设置有第二介质，第二介质内设置有上宽下窄的第一介质；第一介质的上部左右两端分别与P型重掺杂区和N型重掺杂区相连。

进一步地，漂移区包括设置在衬底上的N型漂移区，N型漂移区设置为U形且开口向上；N型漂移区内设置有P型漂移区，P型漂移区为U形且开口向上。

进一步地，漂移区包括设置在衬底上的P型漂移区，P型漂移区设置为U形且开口向上；P型漂移区内设置有N型漂移区，N型漂移区为U形且开口向上。

进一步地，第二介质的介电常数为第一介质的介电常数的20倍以上。

进一步地，第二介质的左右两个上端分别止于P型深槽电容充电电荷补偿区的顶部和N型深槽电容充电电荷补偿区的顶部。