VMOS工艺结构与特点详解及分析

随着MOS大规模集成电路和超大规模集成电路的日益发展，如何进一步缩小电路中器件的尺寸和提高电路的工作速度，成为一个重要课题。一般的平面MOS工艺，在这方面都遇到了困难，比如沟道长度不能太短，因为一方面受到光刻精度的限制，另一方面又受到器件本身短沟道效应的限制。在七十年代末期，人们研制的纵向VMOS器件，完全可以克服上述困难。这是一种三维器件，沟道长度可缩短到1um左右，而不会产生短沟道效应。无论是频率特性还是功率特性都能与双极型晶体管比美。VMOS工艺结构与特点。因此，VMOS技术是发展高频大功率MOS晶体管或大规模超大规模集成电路的一种新的加工技术。

一、VMOS结构与特点

图6-25为VMOS晶体管的结构图。它采用高掺杂的N⁺型硅做基片（作为漏极D）；在N⁺基片上生长一层N^-外延层，再在N^-层表面扩进杂质硼形成衬底P型层；接着进行磷扩散，形成源区；最后采用各向异性腐蚀方法，做出一个穿透源区和衬底直至外延层的V型槽，并在槽上生长一层薄氧化层、淀积铝或多晶硅，形成栅极。

从上述结构图可以看到，VMOS器件具有平面MOS晶体管所没有的独特的特点。

（1）漏源耐压高

因为使用了高电阻率的外延层，既可提高器件的击穿电压，又可降低栅漏电容。

（2）电流容量大

用低阻的N⁺-Si作基片，源漏之间形成纵向导电，使器件具有高的电流密度和低的饱和压降。VMOS工艺结构与特点。与普通的平面MOS晶体管相比，电流容量至少可提高一倍。

（3）电极配置比较合理

普通的平面MOS晶体管的源、漏、栅三个电极都做在硅片的同一面，增加了布线的复杂性，而VMOS的漏极设在硅片的背面，电流纵向流动，增加了布线的合理性。

（4）实现了短沟道化

沟道长度L由P区结深与N⁺区结深之差来决定，所以L可以做得很小。另外，VMOS晶体管的VT可由翻扩散区的浓度来控制。

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