[發明專利]一種高壓器件的保護環結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201210405330.X
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102969343B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 孫德明;周偉
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/06;H01L21/18
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,林彥之

1.一種高壓器件的保護環結構，其包括：

N型單晶硅襯底(3)，在其表面上具有間斷的氧化層(1)；

金屬場板(2)，其部分覆蓋在露出的所述N型單晶硅襯底(3)的表面和氧化層(1)上，

器件區(9)，嵌于N型單晶硅襯底(3)中；

多個P⁺型注入擴散環(5)，嵌于所述N型單晶硅襯底(3)中，其中，緊鄰所述器件區(9)的P⁺型注入擴散環(5)為零環，且以所述器件區(9)為中間區域環繞分布，在所述器件區(9)工作時接地；其他P⁺型注入擴散環(5)，在所述器件區(9)工作時懸浮，且以零環為中間區域，一環環繞于另一個環的外圈；

等位環(4)，嵌于所述N型單晶硅襯底(3)中，且環繞于所述多個P⁺型注入擴散環(5)的外圍；

其特征在于：

零偏壓下完全耗盡的N型注入擴散環(6)，嵌于所述P⁺型注入擴散環(5)的環內，以提供正電荷；以及

零偏壓下完全耗盡的P型注入擴散環(7)，嵌于N型單晶硅襯底(3)中，位于兩個所述P⁺型注入擴散環(5)或所述P⁺型注入擴散環(5)和所述等位環(4)之間，且在所述金屬場板(2)的外側，以提供負電荷，從而產生一個指向外側且方向與表面電場相反的電場。

2.根據權利要求1所述的保護環結構，其特征在于，所述N型注入擴散環(6)位于所述P⁺型注入擴散環(5)內且靠近環外側邊界。

3.根據權利要求2所述的保護環結構，其特征在于，所述N型注入擴散環(6)的底邊與所述P⁺型注入擴散環(5)內的耗盡區邊界底邊平齊。

4.根據權利要求1所述的保護環結構，其特征在于，所述N型注入擴散環(6)為N型注入輕摻雜擴散區。

5.根據權利要求1所述的保護環結構，其特征在于，所述P型注入擴散環(7)為P型注入輕摻雜擴散區。

6.根據權利要求1所述的保護環結構，其特征在于，所述P型注入擴散環(7)位于所述P⁺型注入擴散環(5)外，且靠近所述P⁺型注入擴散環(5)的內環邊界設置。

7.根據權利要求1所述的保護環結構，其特征在于，所述P型注入擴散環(7)的截面積小于等于所述N型注入擴散環(6)的截面積。

8.根據權利要求1所述的保護環結構，其特征在于，所述氧化層(1)的厚度為大于1微米。

9.一種制造權利要求1所述高壓器件保護環結構的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S01：區熔N型單晶硅襯底上生長一薄層氧化層，在N型單晶硅襯底上表面上形成具有間斷的氧化層；

步驟S02：光刻N型注入擴散環區域，注入N型雜質；光刻P型注入擴散環區域，注入P型雜質；再光刻等位環區域，注入N型雜質；

步驟S03：生長場氧化層；

步驟S04：光刻器件區；

步驟S05：光刻多個P+型注入擴散環區域，并注入P+型雜質以形成P+型注入擴散環，去膠后推阱；

步驟S06：金屬沉積刻蝕，使金屬場板部分覆蓋在露出的N型單晶硅襯底的表面和氧化層上，鈍化層沉淀刻蝕；

步驟S07：背面減薄，注入雜質并激活，背面金屬沉積。