專利名稱：一種新型半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管單元。
背景技術(shù)：
SOI LDMOS器件由于其較小的體積、重量，較高的工作頻率、溫度和較強(qiáng)的抗輻照能力，較低的成本和較高的可靠性，作為無觸點(diǎn)高頻功率電子開關(guān)或功率放大器、驅(qū)動(dòng)器在智能電力電子、高溫環(huán)境電力電子、空間電力電子、交通工具電力電子和射頻通信等技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。常規(guī)的SOI nLDMOS是在SOl襯底的η漂移區(qū)上形成場(chǎng)氧化層；在近源極端采用雙離子注入多晶硅白對(duì)準(zhǔn)摻雜技術(shù)形成短溝道nMOSFET及多晶硅柵場(chǎng)板，附加ρ+離子注入摻雜實(shí)現(xiàn)p-we I接觸；由多晶硅柵引出柵極金屬引線，n+p+區(qū)引出源極金屬引線；在近漏極端通過磷離子注入摻雜形成η型緩沖區(qū)，在該摻雜區(qū)進(jìn)行大劑量高能磷、砷離子注入形成漏極區(qū)并引出金屬漏極。該SOI LDMOS器件導(dǎo)通時(shí)，其導(dǎo)電溝道位于頂層正表 面，且為橫向溝道，柵場(chǎng)板覆蓋于較厚的柵氧化層上，導(dǎo)致通態(tài)電流向漂移區(qū)正表面集中，擴(kuò)展電阻大，漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)不均勻，通態(tài)電阻大，通態(tài)壓降高，通態(tài)電流小，而通態(tài)功耗高，器件工作效率低，溫升快，不利于提高器件和系統(tǒng)可靠性、節(jié)省能源與保護(hù)環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有縱向溝道、縱向柵場(chǎng)板、臺(tái)階式體漏極和場(chǎng)終止緩沖區(qū)的SOI LDMOS單元。該器件單元在導(dǎo)通態(tài)時(shí)，漂移區(qū)電流被引導(dǎo)沿漂移區(qū)縱向均勻分布，明顯改善擴(kuò)展電阻、電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)均勻性，從而顯著改善SOI LDMOS器件通態(tài)電流、壓降、功耗和斷態(tài)耐壓等性能及耐高溫等可靠性。為解決上述技術(shù)問題，主要采取以下技術(shù)方案一種新型半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括陶瓷PCB線路板、半導(dǎo)體基片，隱埋氧化層將所述半導(dǎo)體基片分為上下兩部分，所述下部為襯底，所述上部為頂層半導(dǎo)體；所述襯底與頂層所述半導(dǎo)體安裝在陶瓷PCB上，所述晶體管的散熱片與散熱器對(duì)應(yīng)的面相貼，所述晶體管的散熱片和散熱器用固定裝置卡緊；所述陶瓷PCB線路板與散熱片是采用相同的材料一體成型；所述散熱器內(nèi)開有冷卻水道，該冷卻水道經(jīng)循環(huán)水路與循環(huán)泵相通；所述循環(huán)泵的轉(zhuǎn)軸伸出循環(huán)泵，轉(zhuǎn)軸上安裝有風(fēng)扇，該風(fēng)扇正對(duì)所述散熱器的散熱面。所述的晶體管，其中，頂層半導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)置成一個(gè)緩沖區(qū)，另一側(cè)具有深槽，所述槽的槽壁設(shè)置一縱向柵介質(zhì)層。所述的晶體管，其中，所述縱向柵介質(zhì)層的頂層半導(dǎo)體上表面設(shè)置一阱區(qū)，所述縱向柵介質(zhì)層一側(cè)設(shè)置一源區(qū)。所述的晶體管，其中，在所述緩沖區(qū)的內(nèi)部遠(yuǎn)離縱向柵介質(zhì)層一側(cè)設(shè)置一個(gè)淺槽，所述淺槽中遠(yuǎn)離柵介質(zhì)層一側(cè)設(shè)置一個(gè)深槽。所述的晶體管，其中，所述散熱器是“Μ"型散熱器。所述的晶體管，其中，所述固定裝置是“V”型卡簧。[0010]本實(shí)用新型由于將集成SOI LDMOS的溝道方向由橫向變?yōu)榭v向，增加了縱向柵場(chǎng)板，同時(shí)將表面漏極變?yōu)轶w漏極，橫向柵場(chǎng)板被源場(chǎng)板取代，并且采用了場(chǎng)終止緩沖區(qū)，一方面消除了器件導(dǎo)通時(shí)通態(tài)電流向漂移區(qū)正表面集中的不良效應(yīng)，降低了擴(kuò)展電阻，改善了漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，提高了態(tài)電流，降低了通態(tài)電阻和通態(tài)壓降，從而降低了通態(tài)功耗；另一方面可以以較短的漂移區(qū)獲得較高的斷態(tài)耐壓，顯著減弱器件層縱向斷態(tài)耐壓限制，將器件斷態(tài)時(shí)的縱向壓降基本上轉(zhuǎn)移到隱埋氧化層上，減小芯片面積，改善器件耐高溫特性。
圖I為本實(shí)用新型的單元結(jié)構(gòu)截面示意圖；圖2為本實(shí)用新型的單元結(jié)構(gòu)版圖示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的闡述。如圖I和圖2所示，一種新型半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括陶瓷PCB線路板、半導(dǎo)體基片，隱埋氧化層將所述半導(dǎo)體基片分為上下兩部分，所述下部為襯底，所述上部為頂層半導(dǎo)體；所述襯底與頂層所述半導(dǎo)體安裝在陶瓷PCB上，所述晶體管的散熱片與散熱器對(duì)應(yīng)的面相貼，所述晶體管的散熱片22和散熱器25用固定裝置卡緊；所述陶瓷PCB線路板與散熱片是采用相同的材料一體成型；所述散熱器25內(nèi)開有冷卻水道，該冷卻水道經(jīng)循環(huán)水路與循環(huán)泵相通；所述循環(huán)泵的轉(zhuǎn)軸伸出循環(huán)泵，轉(zhuǎn)軸上安裝有風(fēng)扇，該風(fēng)扇正對(duì)所述散熱器的散熱面。一種縱向溝道SOI LDMOS單元包括半導(dǎo)體基片，隱埋氧化層2將半導(dǎo)體基片分為上下兩部分，其中下部為襯底I、上部為頂層半導(dǎo)體12。頂層半導(dǎo)體12的一側(cè)設(shè)置成一個(gè)同型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)作為LDMOS的緩沖區(qū)14，另一側(cè)刻蝕成一個(gè)深槽并在槽壁上生長一薄層絕緣介質(zhì)作為縱向柵介質(zhì)層4。臨近縱向柵介質(zhì)層4的頂層半導(dǎo)體12上表面設(shè)置一個(gè)異型較重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)作為LDMOS的阱區(qū)5，在阱區(qū)5中遠(yuǎn)離縱向柵介質(zhì)層4 一側(cè)進(jìn)行阱區(qū)5的同型重?fù)诫s形成阱區(qū)5的歐姆接觸區(qū)11，臨近縱向柵介質(zhì)層4 一側(cè)進(jìn)行阱區(qū)5的異型重?fù)诫s形成LDMOS的源區(qū)6?？v向柵介質(zhì)層4外側(cè)覆蓋多晶硅層并進(jìn)行N型重?fù)诫s，形成低阻多晶硅柵3。緩沖區(qū)14的內(nèi)部遠(yuǎn)離縱向柵介質(zhì)層4 一側(cè)設(shè)置一個(gè)淺槽，在該淺槽中遠(yuǎn)離柵介質(zhì)層4 一側(cè)設(shè)置一個(gè)深槽，然后進(jìn)行同型重?fù)诫s形成LDMOS的臺(tái)階式漏極區(qū)15。阱區(qū)5下面白縱向柵介質(zhì)層4與頂層半導(dǎo)體12的界面開始到緩沖區(qū)14的邊界止的頂層半導(dǎo)體12部分作為LDMOS的漂移區(qū)。縱向柵介質(zhì)層4、低阻多晶硅柵3、源區(qū)6靠近縱向柵介質(zhì)層4的部分、阱區(qū)5和漏極區(qū)15之間的頂上覆蓋厚氧化層、并覆蓋阱區(qū)5和漏極區(qū)15的邊緣作為場(chǎng)氧化層8。低阻多晶硅柵3表面設(shè)置有接觸孔10，覆蓋金屬層作為柵電極7，在源區(qū)6與阱區(qū)5緊密接觸部分設(shè)置有接觸孔10，覆蓋金屬層并覆蓋臨近阱區(qū)5 —側(cè)的部分場(chǎng)氧化層8作為源極和源場(chǎng)板9，臺(tái)階式漏極區(qū)15表面設(shè)置有接觸孔10，覆蓋金屬層并適當(dāng)覆蓋一部分緩沖區(qū)作為漏極和漏場(chǎng)板13。一種新型半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括陶瓷PCB線路板、半導(dǎo)體基片，隱埋氧化層將所述半導(dǎo)體基片分為上下兩部分，所述下部為襯底，所述上部為頂層半導(dǎo)體；所述襯底與頂層所述半導(dǎo)體安裝在陶瓷PCB上，所述晶體管的散熱片與散熱器對(duì)應(yīng)的面相貼，所述晶體管的散熱片和散熱器用固定裝置卡緊。所述的晶體管，其中，頂層半導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)置成一個(gè)緩沖區(qū)，另一側(cè)具有深槽，所述槽的槽壁設(shè)置一縱向柵介質(zhì)層。所述的晶體管，其中，所述縱向柵介質(zhì)層的頂層半導(dǎo)體上表面設(shè)置一阱區(qū)，所述縱向柵介質(zhì)層一側(cè)設(shè)置一源區(qū)。所述的晶體管，其中，在所述緩沖區(qū)的內(nèi)部遠(yuǎn)離縱向柵介質(zhì)層一側(cè)設(shè)置一個(gè)淺槽，所述淺槽中遠(yuǎn)離柵介質(zhì)層一側(cè)設(shè)置一個(gè)深槽。 所述的晶體管，其中，所述散熱器是“M"型散熱器。所述的晶體管，其中，所述固定裝置是“V”型卡簧。本實(shí)用新型由于將集成SOI LDMOS的溝道方向由橫向變?yōu)榭v向，增加了縱向柵場(chǎng)板，同時(shí)將表面漏極變?yōu)轶w漏極，橫向柵場(chǎng)板被源場(chǎng)板取代，并且采用了場(chǎng)終止緩沖區(qū)，一方面消除了器件導(dǎo)通時(shí)通態(tài)電流向漂移區(qū)正表面集中的不良效應(yīng)，降低了擴(kuò)展電阻，改善了漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，提高了態(tài)電流，降低了通態(tài)電阻和通態(tài)壓降，從而降低了通態(tài)功耗；另一方面可以以較短的漂移區(qū)獲得較高的斷態(tài)耐壓，顯著減弱器件層縱向斷態(tài)耐壓限制，將器件斷態(tài)時(shí)的縱向壓降基本上轉(zhuǎn)移到隱埋氧化層上，減小芯片面積，改善器件耐高溫特性。同時(shí)，由于縱向溝道和臺(tái)階式溝槽體漏極結(jié)構(gòu)引導(dǎo)通態(tài)載流子沿漂移區(qū)縱向分布趨于均勻化，顯著降低了由于載流子沿漂移區(qū)正表面流動(dòng)產(chǎn)生的表面噪聲，有利于提高器件信號(hào)放大時(shí)的信噪比，更適于低噪聲射頻信號(hào)放大應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種新型半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括陶瓷PCB線路板、半導(dǎo)體基片，隱埋氧化層將所述半導(dǎo)體基片分為上下兩部分，所述下部為襯底，所述上部為頂層半導(dǎo)體；所述襯底與所述頂層半導(dǎo)體安裝在陶瓷PCB上，所述晶體管的散熱片與散熱器對(duì)應(yīng)的面相貼，所述晶體管的散熱片和散熱器用固定裝置卡緊；所述陶瓷PCB線路板與散熱片是采用相同的材料一體成型；所述散熱器內(nèi)開有冷卻水道，該冷卻水道經(jīng)循環(huán)水路與循環(huán)泵相通；所述循環(huán)泵的轉(zhuǎn)軸伸出循環(huán)泵，轉(zhuǎn)軸上安裝有風(fēng)扇，該風(fēng)扇正對(duì)所述散熱器的散熱面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括陶瓷PCB線路板、導(dǎo)體基片，隱埋氧化層將所述半導(dǎo)體基片分為上下兩部分，所述下部為襯底，所述上部為頂層半導(dǎo)體；所述襯底與頂層所述半導(dǎo)體安裝在陶瓷PCB上，所述晶體管的散熱片與散熱器對(duì)應(yīng)的面相貼，所述晶體管的散熱片和散熱器用固定裝置卡緊。該器件單元在導(dǎo)通態(tài)時(shí)，漂移區(qū)電流被引導(dǎo)沿漂移區(qū)縱向均勻分布，明顯改善擴(kuò)展電阻、電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)均勻性，從而顯著改善SOILDMOS器件通態(tài)電流、壓降、功耗和斷態(tài)耐壓等性能及耐高溫等可靠性。
文檔編號(hào)H01L29/78GK202549846SQ20112030436
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月21日
發(fā)明者黃澤軍 申請(qǐng)人:王金