[發(fā)明專利]一種超高壓BCD半導體工藝以及超高壓BCD器件

有效

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• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102664181A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 呂宇強;邵凱;陳雪萌;楊海波
• 申請（專利權）人: 上海先進半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L21/8249
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造工藝領域，尤其涉及一種超高壓BCD半導體工藝以及超高壓BCD器件。

背景技術

BCD是一種單片集成工藝技術，這種技術能夠在同一芯片上制作雙極型晶體管（Bipolar?Junction?Transistor），CMOS和DMOS器件。BCD工藝不僅綜合了雙極型器件高跨導、強負載驅動能力和CMOS集成度高、低功耗的優(yōu)點，而且集成進了高耐壓DMOS功率器件。由于DMOS同時具有高壓和高速開關的特性，因而用BCD工藝制造的電源管理芯片能工作在是高壓和高頻下，是制造高性能電源芯片的理想工藝。采用BCD工藝制造的單片集成芯片可以提高系統(tǒng)性能，節(jié)省電路的封裝費用，并具有更好的可靠性。BCD工藝的主要應用領域為電源管理（電源和電池控制）、顯示驅動，汽車電子、工業(yè)控制等領域。由于BCD工藝的應用領域的不斷擴大，對BCD工藝的要求越來越高。目前，BCD工藝主要朝著高壓、高功率、高密度方向分化發(fā)展。

在高壓集成電路（HVIC）領域，處于300V-800V之間的超高壓集成電路HVIC是非常重要的組成部分，由于具有高可靠度、集成化，以及高效節(jié)能等突出優(yōu)點受到業(yè)界青睞，其產品廣泛應用于節(jié)能照明，功率校正，消費電子以及PC的開關電源，馬達驅動等方面。而該類HVIC的實現的主要難點和關鍵是對其設計支持的高壓工藝平臺。

300V-800V超高壓BCD工藝除了需要集成超高壓DMOS、CMOS以及雙極型晶體管以外，通常還需要穩(wěn)壓齊納二極管，高阻值多晶硅電阻和高壓JFET等器件，往往需要將高壓（350V-800V），中壓（10V-40V），低壓（5V）全部集成在一起，對器件的工藝集成兼容性和不同電壓水平隔離的要求都很高。此外，根據HVIC電路的具體應用需求，對工藝還有許多特殊的要求，如目前用于節(jié)能照明的電子鎮(zhèn)流器和馬達驅動應用一般都采用半橋或全橋的橋式電路拓撲結構，半橋和全橋的高側功率管的驅動電路需要有電壓可在0V到幾百伏高壓浮動的電位平移電路，高壓浮動盆隔離結構及自舉二極管等結構，這就對高壓BCD工藝提出了更高的要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供了一種超高壓BCD半導體工藝以及超高壓BCD工藝實現的器件，以解決多種電壓水平器件的集成問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：提供了一種超高壓BCD半導體工藝，其實現的集成器件包括：做在N型外延上的高壓LDMOS、高壓浮動盆結構、低壓PMOS管、低壓NMOS管、低壓VNPN管、VDNMOS、齊納二極管、低壓NLDMOS、LPNP以及對稱的漏極延伸EDPMOS。該工藝具有N型埋層，所述N型埋層貫穿所述P型襯底以及所述N型外延，高低壓結構之間形成有PN結對通隔離結構；所述高壓浮動盆結構包括多個P-top環(huán)和位于N阱內的高壓N+以及N型埋層，所述多個P-top環(huán)和所述高壓N+均位于N型外延內，所述高壓浮動盆結構以其中心左右對稱。

進一步地，所述高壓LDMOS包括多個P-top環(huán)、第一類高壓N+層次形成的漏極區(qū)以及P型PBD，所述P型PBD內包含有第二類高壓N+形成的源極以及形成PBD歐姆接觸引出的源漏P+區(qū)，所述第二類高壓N+與所述源漏P+區(qū)接觸，并且所述源漏P+區(qū)全部外露于接觸窗口，所述第二類高壓N+部分外露于接觸窗口，所述高壓LDMOS以所述第一類高壓N+層次形成的漏極為中心左右對稱。

進一步地，所述低壓VNPN管，其N阱內具有高壓N+作為集電極，其P型PBD形成的基極內包含有第二類高壓N+層次作為發(fā)射極以及形成PBD歐姆接觸引出的源漏P+區(qū)，并且所述第二類高壓N+和所述源漏P+區(qū)具有各自的接觸窗口。

進一步地，所述齊納二極管包括N+,N型埋層以及多個深P阱結構，所述多個深P阱相互交疊以降低陽極寄生電阻，并且分別與所述N型埋層交疊。

進一步地，所述低壓NLDMOS，其P型PBD內包含有第二類高壓N+層次形成的源以及形成PBD歐姆接觸引出的源漏P+區(qū)，其N型輕摻雜漏極區(qū)內具有第一類高壓N+形成的漏極，所述P型PBD與所述N型輕摻雜漏極區(qū)均包含在N阱內，所述低壓NLDMOS以所述第一類高壓N+為中心左右對稱。

進一步地，所述LPNP包含有低壓源漏N+作為N阱的基區(qū)引出、P型PBD作為發(fā)射極和集電極，所述低壓源漏N+以及P型PBD均包含在N阱內，并且所述LPNP以其發(fā)射極為中心左右對稱。