横向低侧高压器件及高侧高压器件

摘要

一种制造横向高侧器件及低侧器件的高耐压区(及漂移区)的方法。高侧器件做在第一耐压区内，低侧器件做在第二耐压区内。在高侧MOST导通时，其源与漏之间电压接近，耐压区中只有p区5大部分被耗尽，n区6及p区7均为中性区，用来作电子及空穴的漂移区。利用两个漂移区可以单独作nMOST或pMOST，但也可以象附图中那样做并联的nMOST及pMOST，使单位面积导通电阻比只做一个nMOST的情形进一步下降。低侧器件在导通时，p区2大部分未耗尽，有更小的导通电阻。在高侧器件关断而漏电压接近于衬底电压或低侧器件关断而源极电压接近于最大电压时，第一耐压区或第二耐压区各p及n层均全耗尽，产生对衬底按最佳横向变掺杂分布要求的电荷密度。

主权项

1.一种在一个轻掺杂的第一种导电类型的半导体材料的衬底的表面形成的多种半导体叉指条横向器件，其中至少包括一个器件在表面有一个对衬底而言为最大电压的区域及一个对衬底而言可从零电压变化到接近最大电压的可浮动电压的区域，还可包括一个以上可浮动电压的区域及一个和衬底相联的零电压区域的半导体器件；其中从最大电压区域到可变动电压区域称为第一耐压区，从可变动电压区域到联接于衬底的表面零电压区域称为第二耐压区，此两个表面耐压区之间还可能存在一个在表面所占尺寸远小于这两个耐压区各自在表面所占的尺寸的载流子的隔离区，两个表面耐压区的特征在于：它们都由至少一个第一种导电类型的半导体材料的薄层及至少一个第二种导电类型的半导体薄层交替地叠合而成，且紧贴于衬底的是第二种导电类型的半导体薄层；所述紧贴于衬底的第二种导电类型的半导体薄层的中心与该表面耐压区的最大电压区域有直接联接，其它各个第二种导电类型的半导体薄层在接近于最大电压的区域与该区域联接，或在叉指条的指端与该区域联接；每个第一种导电类型的半导体薄层在接近于该表面耐压区的最小电压区域直接与该区域联接，或在叉指条的指端与该区域联接；所述对衬底的最大电压可以是正的，即最高电压，也可以是负的，即最低电压；当其为正值时，第一种导电类型的半导体是p型半导体而第二种导电类型的半导体是n型半导体；当其为负值时，第一种导电类型的半导体是n型半导体，第二种导电类型的半导体是p型半导体；上述各层之间及紧贴于衬底的第二种导电类型的半导体薄层与衬底之间还可以有薄的绝缘层相隔开，但表面耐压区的总厚度应小于同衬底的单边突变结在接近其击穿电压时的耗尽层厚度；在每一表面耐压区的紧贴于衬底的第二种导电类型的半导体薄层中单位面积内有效的第二种导电类型的电离杂质数，即该层的杂质密度，可以随距离变化，但不超过2D0，其中D0是同衬底所做单边突变平行平面结在最大反偏压下重掺区一侧的耗尽区内的第二种导电类型的杂质密度；对第一表面耐压区而言，第一层杂质密度还不能小于D0；每一表面耐压区中每层在靠近最大电压区处其电离杂质密度不超过2D0，在靠近最小电压区处其电离杂质密度不超过1.8D0；表面耐压区中总的有效杂质密度，即所有第二种导电类型的半导体层的有效杂质密度之和减所有第一种导电类型的半导体层的有效杂质密度之和所得之值，随离开该耐压区的最大电压处的表面距离的增加而从D0逐渐或阶梯式地减小，到该耐压区的最小电压处接近于零；所述杂质密度是指在一个表面范围内、尺度远小于同衬底所做单边突变平行平面结时在最大反偏压下衬底的耗尽区厚度内、其电离杂质总量被面积除所得之值；每个表面耐压区当其最大电压区的电压和最小电压区的电压相接近时，除第一耐压区的紧贴于衬底的第二种导电类型的半导体薄层外，其它各层只有对应于内建电势的微小部分耗尽，其余大部分区域均为未耗尽的中性区。