SOI横向匀场高压功率半导体器件及制造方法和应用与流程

技术特征：
1.具有一种soi横向匀场高压功率半导体器件，其特征在于包括：第一导电类型半导体衬底(11)、第一导电类型阱区(12)、第一导电类型源端重掺杂区(13)，第二导电类型漂移区(21)、第二导电类型阱区(22)、第二导电类型源端重掺杂区(23)，第二导电类型漏端重掺杂区(24)，第一介质氧化层(31)、第二介质氧化层(32)、第三介质氧化层(33)、埋氧层(34)、多晶硅电极(41)、控制栅多晶硅电极(42)、源极金属(52)，漏极金属(53)；其中，埋氧层(34)位于第一导电类型半导体衬底(11)上方，第二导电类型漂移区(21)位于埋氧层(34)上方，第一导电类型阱区(12)位于第二导电类型漂移区(21)的左侧，第一导电类型源端重掺杂区(13)和第二导电类型源端重掺杂区(23)位于第一导电类型阱区(12)中，第二导电类型阱区(22)位于第二导电类型漂移区(21)的右侧，第二导电类型漏端重掺杂区(24)位于第二导电类型阱区(22)中；第二介质氧化层(32)位于第一导电类型阱区(12)上方，并且其左端与第二导电类型源端重掺杂区(23)相接触，右端与第二导电类型漂移区(21)相接触；第三介质氧化层(33)位于第二介质氧化层(32)与第二导电类型漏端重掺杂区(24)之间的第二导电类型漂移区(21)的上表面；控制栅多晶硅电极(42)覆盖在第二介质氧化层(32)的上表面并部分延伸至第三介质氧化层(33)的上表面；第一介质氧化层(31)和多晶硅电极(41)构成纵向延伸的纵向浮空场板，纵向浮空场板的个数为1个到多个；源漏方向上相邻的纵向浮空场板错开排布；纵向浮空场板周期性的分布在整个第二导电类型漂移区(21)中，形成具有多个等势浮空槽的耐压层，同时等势浮空槽与埋氧层(34)相连接，多晶硅电极(41)插入埋氧层(34)内，但不穿通埋氧层(34)；相邻纵向浮空场板的纵向间距和横向间距相等，横向为源漏方向，纵向为垂直于源漏方向。2.根据权利要求1所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件，其特征在于：纵向浮空场板的截面形状是矩形、或圆形、或椭圆形、或六边形。3.根据权利要求1所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件，其特征在于：在第二导电类型漂移区(21)的表面引入电场钳位层(14)，即ptop层。4.根据权利要求1所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件，其特征在于：器件改为ligbt器件，或pldmos器件。5.根据权利要求1所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件，其特征在于：在源端下方去除一部分埋氧层；或者/并且在漏端下方去除一部分埋氧层。6.权利要求1至5任意一项所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：选择soi外延片；步骤2：在soi外延片注入推结得到第二导电类型漂移区(21)；步骤3：通过光刻以及刻蚀挖穿埋氧层形成槽；步骤4：在槽壁形成第一介质氧化层，淀积多晶并刻蚀至硅平面；步骤5：通过离子注入第二导电类型杂质并推结，形成第二导电类型阱区(22)；步骤6：热氧化形成第二介质氧化层(32)，并淀积刻蚀形成第三介质氧化层(33)；步骤7：通过离子注入第一导电类型杂质并推结，形成第一导电类型阱区(12)；步骤8：淀积多晶硅并刻蚀，形成控制栅多晶硅电极(42)；步骤9：注入激活形成第一导电类型源端重掺杂区(13)，第二导电类型源端重掺杂区
(23)与第二导电类型漏端重掺杂区(24)。7.根据权利要求6所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件的制造方法，其特征在于：步骤2中通过注入并推结形成的第二导电类型漂移区(21)通过外延的方法得到；并且/或者步骤6中通过注入并推结而得到的第一导电类型阱区(12)与第二导电类型阱区(22)，通过多次不同能量的注入并激活来形成。8.根据权利要求6所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件的制造方法，其特征在于：在工艺步骤3中，槽挖穿埋氧层到达衬底，利用纵向场板对衬底进行辅助耗尽。9.根据权利要求6所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件的制造方法，其特征在于：步骤2中第二导电类型漂移区(21)采用了热推阱的工艺，其浓度分布为余误差分布。10.根据权利要求6至9任意一项所述的一种soi横向匀场高压功率半导体器件的制造方法，在制备sic、gan宽禁带半导体中的应用。

技术总结
本发明提供一种SOI横向匀场高压功率半导体器件及其制造方法和应用，包括第一导电类型衬底，第二导电类型漂移区，第一导电类型电场钳位层，第一和第二导电类型阱区，第一介质氧化层形成场氧化层，第二介质氧化层形成栅氧化层，第二导电类型埋层，第二导电类型源端重掺杂区，第二导电类型漏端重掺杂区，第一介质氧化层和浮空场板多晶硅电极构成纵向浮空场板，分布在整个第二导电类型漂移区中，形成纵向浮空等势场板阵列；本发明在器件开态时，纵向浮空场板表面能够形成积累层，提高了器件的饱和电流。同时电极深入介质层，电极自适应在氧化层内部产生电荷，增加介质电场，实现ENDIF效果，提高器件的击穿电压。提高器件的击穿电压。提高器件的击穿电压。


技术研发人员：章文通 吴旸 张科 何乃龙 乔明 李肇基 张波
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2021/11/5