[發(fā)明專(zhuān)利]在分立的功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管集成傳感場(chǎng)效應(yīng)管的器件及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110200041.1
• 申請(qǐng)日: 2011-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102386182A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇毅;安荷·叭剌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/02
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/02;H01L29/78;H01L21/82
• 代理公司: 上海信好專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包含：

一個(gè)含有源極、本體和柵極的主場(chǎng)效應(yīng)管；

一個(gè)含有源極、本體和柵極的傳感場(chǎng)效應(yīng)管，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分被主場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管包圍，并位于主場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管附近；

一個(gè)位于半導(dǎo)體器件邊緣處的傳感場(chǎng)效應(yīng)管源極墊，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管源極墊與傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分分開(kāi)，并通過(guò)傳感場(chǎng)效應(yīng)管探針金屬，連接到傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分；以及

一個(gè)電絕緣結(jié)構(gòu)，使主場(chǎng)效應(yīng)管的源極和本體區(qū)與傳感場(chǎng)效應(yīng)管的源極和本體區(qū)電絕緣，

其中主場(chǎng)效應(yīng)管、傳感場(chǎng)效應(yīng)管以及電絕緣結(jié)構(gòu)形成在一個(gè)單獨(dú)的半導(dǎo)體晶片中，通過(guò)配置絕緣結(jié)構(gòu)使傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分以及傳感場(chǎng)效應(yīng)管源極墊位于主場(chǎng)效應(yīng)管的有源區(qū)外部，

其中半導(dǎo)體器件是一個(gè)分立的垂直場(chǎng)效應(yīng)管。

2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管探針金屬、主場(chǎng)效應(yīng)管源極金屬以及柵極金屬都是同一個(gè)單獨(dú)金屬層中分開(kāi)的部分。

3.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管探針金屬并不是一個(gè)電阻。

4.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分不如傳感場(chǎng)效應(yīng)管探針金屬寬。

5.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分位于主場(chǎng)效應(yīng)管的中心附近。

6.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管晶體管部分、傳感場(chǎng)效應(yīng)管探針金屬以及傳感場(chǎng)效應(yīng)管源極墊都通過(guò)絕緣結(jié)構(gòu)，與主場(chǎng)效應(yīng)管分開(kāi)，并且通過(guò)傳感場(chǎng)效應(yīng)管源極墊，位于主場(chǎng)效應(yīng)管的外圍。

7.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中絕緣結(jié)構(gòu)含有一個(gè)或多個(gè)深勢(shì)阱，形成在外延層的頂部，其中深勢(shì)阱使傳感場(chǎng)效應(yīng)管的源極和本體區(qū)，與主場(chǎng)效應(yīng)管的源極和本體區(qū)絕緣，其中深勢(shì)阱的導(dǎo)電類(lèi)型與主場(chǎng)效應(yīng)管本體區(qū)的導(dǎo)電類(lèi)型相同。

8.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中深勢(shì)阱的深度大于主場(chǎng)效應(yīng)管本體區(qū)的深度。

9.權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中深勢(shì)阱的深度約在1微米至2微米之間，主場(chǎng)效應(yīng)管的本體區(qū)深度約在0.5微米至0.7微米之間。

10.權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中深勢(shì)阱的摻雜濃度小于主場(chǎng)效應(yīng)管本體區(qū)的摻雜濃度。

11.權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中深勢(shì)阱的摻雜濃度約為4×10¹⁶/cm³。

12.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分和主場(chǎng)效應(yīng)管之間的深勢(shì)阱，約為兩倍的晶體管單元間距的寬度。

13.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分和主場(chǎng)效應(yīng)管之間的深勢(shì)阱寬度約為2至10微米。

14.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中主場(chǎng)效應(yīng)管和傳感場(chǎng)效應(yīng)管是由金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET構(gòu)成的。

15.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管和主場(chǎng)效應(yīng)管之間的電絕緣結(jié)構(gòu)，是由絕緣溝槽附近的本體環(huán)構(gòu)成的，其中一個(gè)位于電絕緣上方的金屬層，將傳感場(chǎng)效應(yīng)管的柵極電連接到主場(chǎng)效應(yīng)管的柵極。

16.一種用于制備含有一個(gè)主場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)傳感場(chǎng)效應(yīng)管的半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，包含：

a)在一個(gè)襯底中，制備主場(chǎng)效應(yīng)管的源極、本體和柵極；

b)在襯底中，制備傳感場(chǎng)效應(yīng)管的源極、本體和柵極，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管位于主場(chǎng)效應(yīng)管的中心附近，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管部分被主場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管包圍著，并位于主場(chǎng)效應(yīng)管的晶體管附近，以減少傳感場(chǎng)效應(yīng)管測(cè)量的失真和誤差，其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管和主場(chǎng)效應(yīng)管為垂直場(chǎng)效應(yīng)管，共享一個(gè)公共襯底；

c)在襯底中，制備一個(gè)電絕緣結(jié)構(gòu)，使主場(chǎng)效應(yīng)管的源極和本體區(qū)，與傳感場(chǎng)效應(yīng)管的源極和本體區(qū)電絕緣；并且

d)制備一個(gè)位于主場(chǎng)效應(yīng)管邊緣處的傳感場(chǎng)效應(yīng)管源極墊，并通過(guò)傳感場(chǎng)效應(yīng)管探針金屬連接到傳感場(chǎng)效應(yīng)管上，

其中傳感場(chǎng)效應(yīng)管和傳感場(chǎng)效應(yīng)管源極墊，通過(guò)電絕緣結(jié)構(gòu)，與主場(chǎng)效應(yīng)管分開(kāi)。