[發明專利]平面高壓晶體管的分壓環的制造方法

有效

• 申請號: 201210205702.4
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102760648A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 王英杰;吳貴陽;崔健;王平
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;H01L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及平面高壓晶體管的耐壓技術，尤其涉及平面高壓晶體管的分壓環設計技術。

背景技術

平面高壓晶體管的終端PN結彎曲通常會引起電場集中，導致平面高壓晶體管的擊穿耐壓大大低于理論值，在平面高壓晶體管中常采用分壓環降低表面電場強度，提高擊穿耐壓。

常規的平面高壓晶體管的分壓環與主結同時形成，其實現步驟如下：

(1)對平面高壓晶體管的SIO2層進行光刻、刻蝕，形成主結窗口、分壓環窗口，如圖1(a)；

(2)對平面高壓晶體管主結窗口、分壓環圖形窗口進行氧化，如圖1(b)；

(3)平面高壓晶體管的主結窗口、分壓環圖形窗口每平方厘米注入1E14～2E15個硼離子，如圖1(c)；

(4)平面高壓晶體管的主結窗口、分壓環窗口進行注入退火，形成主結、分壓環，如圖1(d)。

上述方法形成的分壓環結深、濃度與主結相同，分壓環與主結的環間距通常在幾十微米，例如當主結結深在15um的平面高壓晶體管，其環間距一般在60um；當主結結深在6um的平面高壓晶體管，其環間距一般在50um以上。分壓環與主結的環間距的大小對大尺寸晶體管的成本影響相對較小，而對小尺寸晶體管的成本影響很大，如尺寸為1mm×1mm的芯片，其分壓環與主結的環間距有可能占用芯片總面積的10％，而對于更高電壓的平面高壓晶體管可能還需要兩個分壓環或更多個分壓環，分壓環所占用的面積將導致芯片成本過高。

發明內容

本發明旨在解決現有技術的不足，提供可以降低芯片面積，降低生產成本的平面高壓晶體管的分壓環制造方法。

同時本發明還提供了一種平面高壓晶體管的分壓環結構。

一種平面高壓晶體管的分壓環制造方法，平面晶體管的主結和分壓環在不同的工序中形成，包括如下步驟：

(1)采用擴散工藝在N層形成平面高壓晶體管的主結；

(2)對平面高壓晶體管的SIO2層進行光刻刻蝕，在SIO2層形成分壓環窗口；

(3)對平面高壓晶體管的分壓環窗口進行氧化；

(4)在平面高壓晶體管的分壓環窗口注入小劑量硼；

(5)對平面高壓晶體管的分壓環窗口進行注入退火，形成分壓環；

上述方法中可以根據產品的耐壓要求，可以形成一個分壓環，也可以同時形成數個分壓環。

所述分壓環每平方厘米注入1E12～1E13個硼離子。

另外一種平面高壓晶體管的分壓環制造方法，平面晶體管的主結和分壓環在不同的工序

中形成，包括如下步驟：

(1)對平面高壓晶體管的SIO2層進行光刻刻蝕，形成主結窗口、分壓環窗口；

(2)對平面高壓晶體管的主結窗口、分壓環窗口予氧化；

(3)平面高壓晶體管的主結窗口、分壓環窗口每平方厘米注入1E12～1E13個硼離子；

(4)對平面高壓晶體管的主結窗口進行光刻；

(5)在平面高壓晶體管的主結窗口每平方厘米注入1E14～1E15個硼離子；

(6)去除平面高壓晶體管的分壓環窗口和其他區域的光刻膠；

(7)平面高壓晶體管的主結窗口、分壓環窗口進行注入退火，形成主結和分壓環；

上述方法中可以根據產品的耐壓要求，可以形成一個分壓環，也可以同時形成數個分壓環。

平面高壓晶體管的分壓環結構，在N層中，包括一個或數個分壓環、一個主結，所述分壓環與主結的環間距通常在(8～20)um。

進一步，所述分壓環與主結的間距比主結結深大2～10um。

進一步，所述分壓環結深小于主結結深的50％，分壓環的摻雜濃度小于主結摻雜濃度的10％。

進一步，所述分壓環的個數根據產品的耐壓要求決定，當分壓環多于一個時，各分壓環之間的間距6um～15um。

本發明提出的平面高壓晶體管的分壓環制造方法，其有益效果在于：

1.采用本方法形成的平面高壓晶體管，分壓環占用面積小，可以降低平面高壓晶體管成本，分壓環雜質濃度與外延濃度相近，可以確保在PN結反向偏壓時分壓環已耗盡，分壓環上的電場比傳統工藝方法形成的分壓環上的電場強度大很多(常規分壓環工藝分壓環上的電場強度為零或很小)，同時個分壓環間距小在保持最大雪崩電場強度E不變的情況下，極大地提高了分壓環區域的平均電場強度，從而改善了平均單位尺寸承受的電壓大小，最終使平面高壓晶體管在相同電壓下所需分壓環的尺寸大幅下降，可進一步降低了芯片成本。

2.同時分壓環與主結的環間距大大減少，分壓環環寬可以按最小光刻尺寸設計。