[发明专利]一种改善导通电阻特性的高压场效应管结构及制造方法

说明书

本发明提供一种改善导通电阻特性的高压场效应管结构及制造方法，通过把漂移区场氧下的P型掺杂区和P阱连接，保证在切换到开态时有足够的空穴补充耗尽状态的P型掺杂区，提高P型掺杂区的耗尽恢复速度，解决开态时耗尽恢复不完全造成导通电阻变大的问题。通过高能注入，把漂移区场氧下的P型掺杂区注入到N型漂移区，远离场氧区的硅氧界面，在高压场效应管沟道宽度方向相隔一定距离把P型掺杂区和P阱一段相连，未连接部分形成漂移区上下双通道，减小开态时的电流路径，降低器件的导通电阻，而连接部分解决开态时耗尽恢复不完全造成导通电阻变大的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善导通电阻特性的高压场效应管结构及制造方法。

背景技术

目前高压BCD工艺中的超高压场效应管(耐压大于300V应用)(如图1所示)，为了提高关态下的BV(击穿电压)，通常在N型漂移区位置引入一层PTOP注入，通过电荷平衡来提高耐压。

该结构存在两个问题，其一，超高压场效应管常用于开关状态，关态时，栅极(Gate)、源极(Source)均接地，漏极(Drain)加高压，此时漂移区的N型和PTOP中的P型电荷开始耗尽，形成空间耗尽层，从而耐受高压。开态时，栅极(Gate)接电源电压、源极(Source)接地，漏极(Drain)接低电压，器件处于线性工作区，输出电流实现驱动功能。在开关工作状态时，关态切换成开态，漂移区将从耗尽状态恢复，因为PTOP是悬浮在漂移区N型里，没有空穴补充，从耗尽状态恢复需要一定的时间，所以在低频率工作状态时PTOP有足够时间恢复，但在频率较高时，PTOP恢复时间长于开关切换速度，则在关态切换成开态时会出现PTOP耗尽恢复未完全(如图2所示)，会造成在开态时，电流需绕过耗尽区而使得路径变长(如图3所示)，造成导通电阻变大，随着开关频率越高，导通电阻变得越大。

其二，PTOP注入在漂移区场氧之下靠近硅氧边界，在器件处于开态时，由于PTOP是空穴，电流必须绕过PTOP进行流动，造成电流路径较长，影响导通电阻特性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善导通电阻特性的高压场效应管结构及制造方法，用于解决现有技术中高压场效应管开态时耗尽不完全造成导通电阻变大以及器件导通电阻增大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善导通电阻特性的高压场效应管结构，至少包括：

硅基板，位于所述硅基板上的漏区；所述漏区设有N型漂移区；所述N型漂移区设有场氧隔离区；所述场氧隔离区下方设有P型掺杂区；所述P型掺杂区远离所述场氧隔离区底部；

位于所述硅基板上的P阱；所述P阱与所述P型掺杂区之间的N型积累区域；所述P型掺杂区经过所述积累区域延伸至所述P阱；

所述场氧隔离区靠近所述积累区域的一侧覆盖有多晶硅场板；所述P阱上设有延伸至所述积累区域上表面的栅极多晶硅；所述栅极多晶硅与所述多晶硅场板连接；

靠近所述漏区的所述场氧隔离区上覆盖有多晶硅；所述多晶硅通过金属与所述漏区连接。

优选地，所述硅基板为P型衬底。

优选地，所述P阱为所述高压场效应管结构的源区。

优选地，所述P阱设有P+区和N+区，二者通过金属连接。

优选地，位于所述场氧隔离区上的所述多晶硅与所述漏区通过金属铝连接。

优选地，位于所述场氧隔离区上的所述多晶硅与所述漏区连接构成漏区场板。

优选地，所述栅极多晶硅与所述多晶硅场板连接构成栅极场板。

优选地，所述漏区设有N+区。