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        一種漏極擴展場效應晶體管及制備方法

        文檔序號:45273568發布日期:2026-04-17 20:17閱讀:14來源:國知局

        本申請涉及半導體器件,尤其涉及一種漏極擴展場效應晶體管及制備方法。


        背景技術:

        1、漏極擴展場效應晶體管(demos,drain?extended?mos)是一種特殊的金屬-氧化物-半導體場效應晶體管(mosfet)結構,主要特點是其漏極區域被擴展,以提高器件的擊穿電壓和電流承載能力。demos的導通損耗、開關損耗和溫升是緊密相關的三個關鍵參數,它們共同決定了demos的性能和可靠性。其中,導通損耗的定義為:當器件處于導通狀態時,電流流過器件時產生的損耗。開關損耗為在器件從導通狀態切換到關斷狀態,或從關斷狀態切換到導通狀態的過程中產生的損耗。溫升是因導通損耗和開關損壞導致的溫度變化量。

        2、在demos的制備流程中,會通過沉積和刻蝕工藝制備出長的多晶硅層(poly,polysilicon),長的多晶硅層部分覆蓋在場氧化層(fox,field?oxide)上。但由于柵極與場板在同一多晶硅層上,無法單獨控制場板電壓,導致demos的導通損耗、開關損耗和溫升偏高,影響demos的性能和可靠性。


        技術實現思路

        1、本申請提供一種漏極擴展場效應晶體管及制備方法,以將柵極結構和場板結構分離,從而可以對場板結構單獨施加特定電壓來降低器件的導通損耗、開關損耗和溫升,解決了現有技術中器件性能差和可靠性低的問題。

        2、第一方面,本申請提供了一種漏極擴展場效應晶體管,包括場氧化結構、場板結構、柵極結構、漏區和源區,其中:

        3、所述漏區和所述源區位于所述場氧化結構兩側;

        4、所述場氧化結構劃分為第一區域、第二區域和第三區域,所述第二區域位于所述第一區域和所述第三區域之間,所述場板結構位于所述第三區域上方,所述第二區域的上方為空,所述柵極結構的一部分覆蓋在所述第一區域上方,所述柵極結構的另一部分靠近所述源區。

        5、可選的,所述漏極擴展場效應晶體管還包括襯底、第一外延層、深阱區、中壓阱區、第二外延層和薄柵氧化層,其中:

        6、所述第一外延層位于所述襯底上方,所述深阱區位于所述第一外延層上方,所述中壓阱區和所述第二外延層并排位于所述深阱區上方,所述場氧化結構和所述漏區位于所述第二外延層上方,所述源區位于所述中壓阱區上方,所述薄柵氧化層位于所述柵極結構的下方。

        7、可選的,所述第二區域的長度范圍為[0.2um,0.3um]。

        8、可選的,所述第一區域的長度范圍為(0,0.2um]。

        9、可選的,所述場板結構的兩端與所述第三區域的兩端齊平。

        10、第二方面,本申請提供了一種漏極擴展場效應晶體管的制備方法,包括:

        11、提供形成有場氧化結構的晶圓結構,所述場氧化結構包括第一區域、第二區域和第三區域,所述第二區域位于所述第一區域和所述第二區域之間;

        12、在所述晶圓結構的上表面沉積多晶硅材料,形成多晶硅層;

        13、對所述多晶硅層進行光刻以形成覆蓋所述第一區域的柵極結構和覆蓋第三區域的場板結構,并露出下方所述晶圓結構的漏極區域和源極區域以及所述場氧化結構的第二區域;

        14、對所述源極區域和所述漏極區域進行離子注入得到源區和漏區。

        15、可選的,所述對所述多晶硅層進行光刻以形成覆蓋所述第一區域的柵極結構和覆蓋第三區域的場板結構,并露出下方所述晶圓結構的漏極區域和源極區域以及所述場氧化結構的第二區域,包括:

        16、在所述多晶硅層的上表面涂覆光刻膠,通過預設掩膜對所述光刻膠進行曝光顯影以露出漏極區域、源極區域、第二區域以及柵極結構圖案對應的多晶硅;

        17、對所述多晶硅層進行刻蝕以去除未被光刻膠覆蓋的多晶硅,形成柵極結構和場板結構,并露出所述晶圓的漏極區域和源極區域以及所述場氧化結構的第二區域。

        18、可選的,在所述提供形成有場氧化結構的晶圓結構之前,還包括:

        19、提供襯底;

        20、在所述襯底上沉積外延層,所述外延層的上表面形成有氮化層;

        21、對所述氮化層進行光刻以去除非有源區的氮化層;

        22、在所述非有源區生長場氧化結構。

        23、可選的,在所述非有源區生長場氧化層之后,還包括:

        24、向所述外延層的中間層注入雜質形成深阱區,且外延層的底層形成第一外延層;

        25、向所述外延層的頂層遠離所述場氧化結構的區域注入雜質形成中壓阱區,且頂層靠近所述場氧化結構的區域形成第二外延層;

        26、在所述中壓阱區、所述第二外延層和所述場氧化結構的上表面生長薄柵氧化層。

        27、可選的,所述對所述源極區域和所述漏極區域進行離子注入得到源區和漏區,包括:

        28、向所述中壓阱區對應的源極區域注入離子形成源區;

        29、向所述第二外延層的漏極區域注入離子形成漏區。

        30、在本申請中,通過在漏極擴展場效應晶體管中設置場氧化結構、場板結構、柵極結構、漏區和源區,漏區和源區位于場氧化結構兩側;場氧化結構劃分為第一區域、第二區域和第三區域,第二區域位于第一區域和第三區域之間,場板結構位于第三區域上方,第二區域的上方為空,柵極結構的一部分覆蓋在第一區域上方,柵極結構的另一部分靠近源區。通過上述技術手段,將原本采用多晶硅層一體設置柵極結構和場板結構進行分離,形成獨立分布的柵極結構和場板結構,以便可以獨立控制場板結構的電壓,優化漂移區載流子濃度分布同時不增加柵極電壓,保證器件導通時的耐壓能力且有效控制器件的導通損耗、開關損耗和溫升,避免器件的導通損耗、開關損耗和溫升過高而影響器件的性能和可靠性,優化了器件的性能和可靠性。


        技術特征:

        1.一種漏極擴展場效應晶體管,其特征在于,包括場氧化結構、場板結構、柵極結構、漏區和源區,其中:

        2.根據權利要求1所述的漏極擴展場效應晶體管,其特征在于,所述漏極擴展場效應晶體管還包括襯底、第一外延層、深阱區、中壓阱區、第二外延層和薄柵氧化層,其中:

        3.根據權利要求1所述的漏極擴展場效應晶體管,其特征在于,所述第二區域的長度范圍為[0.2um,0.3um]。

        4.根據權利要求1所述的漏極擴展場效應晶體管,其特征在于,所述第一區域的長度范圍為(0,0.2um]。

        5.根據權利要求1所述的漏極擴展場效應晶體管,其特征在于,所述場板結構的兩端與所述第三區域的兩端齊平。

        6.一種漏極擴展場效應晶體管的制備方法,其特征在于,包括:

        7.根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于,所述對所述多晶硅層進行光刻以形成覆蓋所述第一區域的柵極結構和覆蓋第三區域的場板結構,并露出下方所述晶圓結構的漏極區域和源極區域以及所述場氧化結構的第二區域,包括:

        8.根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于,在所述提供形成有場氧化結構的晶圓結構之前,還包括:

        9.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,在所述非有源區生長場氧化層之后,還包括:

        10.根據權利要求9所述的制備方法,其特征在于,所述對所述源極區域和所述漏極區域進行離子注入得到源區和漏區,包括:


        技術總結
        本申請公開了一種漏極擴展場效應晶體管及制備方法,涉及半導體制備技術領域。漏極擴展場效應晶體管包括場氧化結構、場板結構、柵極結構、漏區和源區,漏區和源區位于場氧化結構兩側;場氧化結構劃分為第一區域、第二區域和第三區域,第二區域位于第一區域和第三區域之間,場板結構位于第三區域上方,第二區域的上方為空,柵極結構的一部分覆蓋在第一區域上方,柵極結構的另一部分靠近源區。本申請將漏極擴展場效應晶體管的柵極結構和場板結構分離,從而可以對場板結構單獨施加特定電壓來降低器件的導通損耗、開關損耗和溫升,解決了現有技術中器件性能差和可靠性低的問題。

        技術研發人員:張邦智,劉振,趙仲文,許俊焯,張擁華
        受保護的技術使用者:廣東工業大學
        技術研發日:
        技術公布日:2026/4/16
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