[發(fā)明專(zhuān)利]一種BCD半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310213004.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103337498B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬明;李燕妃;許琬;陳濤;張波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市聯(lián)德合微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/06;H01L29/06;H01L29/10;H01L21/8249
• 代理公司: 深圳市興科達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44260
• 代理人: 王翀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種BCD（Bipolar?CMOS?DMOS）器件及其制造方法。

背景技術(shù)

高壓功率集成電路常利用Bipolar晶體管的高模擬精度、CMOS的高集成度以及DMOS（Double-diffused?MOSFET）的高功率或電壓特性，將Bipolar模擬電路、CMOS邏輯電路、CMOS模擬電路和DMOS高壓功率器件單片集成在一起（簡(jiǎn)稱(chēng)BCD器件）。橫向高壓器件由于漏極、柵極、源極都在芯片表面，易于通過(guò)內(nèi)部連接與低壓信號(hào)電路集成，被廣泛應(yīng)用于高壓功率集成電路中。但由于DMOS器件的比導(dǎo)通電阻（Specific?on-resistance,?R_on,sp）與器件擊穿電壓（Breakdown?Voltage,?BV）存在R_on,sp∝BV^2.3~2.6的關(guān)系，使得器件在高壓應(yīng)用時(shí)，導(dǎo)通電阻急劇上升，這就限制了橫向高壓DMOS器件在高壓功率集成電路中的應(yīng)用，尤其是在要求低導(dǎo)通損耗和小芯片面積的電路中。為了克服高導(dǎo)通電阻的問(wèn)題，J.?A.?APPLES等人提出了RESURF（Reduced?SURface?Field）降低表面場(chǎng)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于高壓器件的設(shè)計(jì)中。基于RESURF耐壓原理，我們已經(jīng)發(fā)明了BCD半導(dǎo)體器件及其制造技術(shù)（專(zhuān)利號(hào)：ZL200810148118.3），在單晶襯底上實(shí)現(xiàn)nLIGBT、nLDMOS、低壓NMOS、低壓PMOS和低壓NPN的單片集成，得到性能優(yōu)良的高壓、高速、低導(dǎo)通損耗的功率器件，由于沒(méi)有采用外延工藝，芯片具有較低的制造成本。

本發(fā)明在之前發(fā)明ZL200810148118.3（發(fā)明名稱(chēng)：BCD半導(dǎo)體器件及其制造方法）的基礎(chǔ)上，提出一種新型的BCD半導(dǎo)體器件及其制造方法，能夠在同一芯片上同時(shí)集成高壓nLIGBT、三類(lèi)高壓nLDMOS、低壓NMOS、低壓PMOS和低壓NPN等半導(dǎo)體器件，其中，所集成的高壓半導(dǎo)體器件與常規(guī)具有降場(chǎng)層的高壓半導(dǎo)體器件相比，在相同芯片面積的情況下具有更小的導(dǎo)通電阻（或在相同的導(dǎo)通能力的情況下具有更小的芯片面積）。所述制造方法簡(jiǎn)單，工藝難度相對(duì)較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的：一種BCD半導(dǎo)體器件，如圖1所示，包括集成于同一芯片上的高壓nLIGBT器件1、第一類(lèi)高壓nLDMOS器件2、第二類(lèi)高壓nLDMOS器件3、第三類(lèi)高壓nLDMOS器件4、低壓NMOS器件5、低壓PMOS器件6和低壓NPN器件7。

所述高壓nLIGBT器件1直接做在p型襯底10中，n型重?fù)诫s層201位于場(chǎng)氧化層51下、被n型漂移區(qū)阱21包圍；p型降場(chǎng)層301位于n型重?fù)诫s層201下方；p⁺陽(yáng)極區(qū)72處于陽(yáng)極金屬902下、被n型漂移區(qū)阱21包圍；n⁺陰極區(qū)81和p⁺阱接觸區(qū)71并排處于陰極金屬901下、被p型體區(qū)31包圍；多晶硅柵61部分處于柵氧化層41上、部分處于場(chǎng)氧化層51上；陰極金屬901、陽(yáng)極金屬902和多晶硅柵61之間通過(guò)金屬前介質(zhì)11相互隔離。

所述第一類(lèi)高壓nLDMOS器件2直接做在p型襯底10中，n型重?fù)诫s層202位于場(chǎng)氧化層51下、被n型漂移區(qū)阱22包圍；p型降場(chǎng)層302位于n型重?fù)诫s層202下方；n⁺漏區(qū)83處于漏極金屬904下、被n型漂移區(qū)阱22包圍；n⁺源區(qū)82和p⁺阱接觸區(qū)73并排處于源極金屬903下、被p型體區(qū)32包圍；多晶硅柵63部分處于柵氧化層42上、部分處于場(chǎng)氧化層51上；源極金屬903、漏極金屬904和多晶硅柵63之間通過(guò)金屬前介質(zhì)11相互隔離。

所述第二類(lèi)高壓nLDMOS器件3直接做在p型襯底10中，n⁺漏區(qū)85處于漏極金屬906下、被n型漂移區(qū)阱23包圍；n⁺源區(qū)84和p⁺阱接觸區(qū)74并排處于源極金屬905下、被p型體區(qū)33包圍；多晶硅柵65部分處于柵氧化層43上、部分處于場(chǎng)氧化層51上；?源極金屬905、漏極金屬906和多晶硅柵65直接通過(guò)金屬前介質(zhì)11相互隔離。