[發明專利]一種半導體開關芯片及其制造方法

有效

• 申請號: 201310439000.7
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN104465645B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 潘光燃;石金成;文燕;馬萬里;高振杰
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L27/06;H01L21/822;H03K17/56
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,黃燦

1.一種半導體開關芯片，其特征在于，所述半導體開關芯片包括：

開關器件，用于對輸入電壓進行脈沖調制；所述開關器件包括第一橫向雙擴散MOS晶體管；

高壓啟動器件，用于開啟所述半導體開關芯片外圍的控制芯片，所述控制芯片用于對所述開關器件實現開啟和關閉功能；所述高壓啟動器件包括第二橫向雙擴散MOS晶體管、穩壓二極管和高阻值電阻；

溫度檢測器件，用于實時檢測所述開關器件的溫度。

2.根據權利要求1所述的半導體開關芯片，其特征在于，所述第二橫向雙擴散MOS晶體管、所述穩壓二極管和所述高阻值電阻按照設定的功能需求進行電連接。

3.根據權利要求2所述的半導體開關芯片，其特征在于，所述穩壓二極管包括多晶硅穩壓二極管。

4.根據權利要求2所述的半導體開關芯片，其特征在于，所述高阻值電阻包括多晶硅高阻值電阻。

5.根據權利要求1所述的半導體開關芯片，其特征在于，所述溫度檢測器件包括二極管。

6.根據權利要求5所述的半導體開關芯片，其特征在于，所述二極管為體硅二極管。

7.一種半導體開關芯片的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

在P型襯底正面的表面內形成漂移區，所述漂移區包括第一漂移區和第二漂移區；

在所述P型襯底正面的表面內形成體區，所述體區包括第一體區和第二體區；所述第一體區靠近所述第一漂移區；所述第二體區靠近所述第二漂移區；

在所述P型襯底正面的表面上形成場氧化層，所述場氧化層包括第一場氧化層、第二場氧化層、第三場氧化層和第四場氧化層，所述第一場氧化層位于所述第一漂移區的表面，所述第二場氧化層位于所述第二漂移區的表面；

在所述第一場氧化層、第二場氧化層、第三場氧化層、第四場氧化層覆蓋區域之外的區域形成柵氧化層；

在所述場氧化層和所述柵氧化層的表面上形成多晶硅柵和多晶硅高阻值電阻，所述多晶硅柵包括第一多晶硅柵和第二多晶硅柵，所述第一多晶硅柵位于柵氧化層的表面并延伸至第一場氧化層的表面，所述第二多晶硅柵位于柵氧化層的表面并延伸至第二場氧化層的表面；所述多晶硅高阻值電阻位于第三場氧化層的表面，包括第一多晶硅高阻值電阻和第二多晶硅高阻值電阻；

在設定區域形成N型重摻雜區和P型重摻雜區。

8.根據權利要求7所述的半導體開關芯片的制造方法，其特征在于，所述第二多晶硅高阻值電阻為N型輕摻雜的多晶硅高阻值電阻或者P型輕摻雜的多晶硅高阻值電阻。

9.根據權利要求7所述的半導體開關芯片的制造方法，其特征在于，所述在設定區域形成N型重摻雜區和P型重摻雜區，包括：

在所述第一漂移區的表面內形成第一N型重摻雜區，在所述第一體區的表面內形成第二N型重摻雜區和第一P型重摻雜區，所述第一漂移區、所述第一體區、所述第一N型重摻雜區、所述第二N型重摻雜區、所述第一P型重摻雜區、所述第一場氧化層、所述第一多晶硅柵和所述柵氧化層構成第一橫向雙擴散MOS晶體管；

在所述第二漂移區的表面內形成第三N型重摻雜區，在所述第二體區的表面內形成第四N型重摻雜區和第二P型重摻雜區，所述第二漂移區、所述第二體區、所述第三N型重摻雜區、所述第四N型重摻雜區、所述第二P型重摻雜區、所述第二場氧化層、所述第二多晶硅柵和所述柵氧化層構成第二橫向雙擴散MOS晶體管；

在所述P型襯底正面的表面內形成第五N型重摻雜區和第三P型重摻雜區，所述第五N型重摻雜區和所述第三P型重摻雜區構成體硅二極管；

在所述第二多晶硅高阻值電阻的一端形成第四P型重摻雜區，或者，在所述第二多晶硅高阻值電阻的一端形成第六N型重摻雜區。

10.根據權利要求9所述的半導體開關芯片的制造方法，其特征在于，在所述第二多晶硅高阻值電阻的一端形成第四P型重摻雜區，或者，在所述第二多晶硅高阻值電阻的一端形成第六N型重摻雜區，具體為：

當所述第二多晶硅高阻值電阻為N型輕摻雜的多晶硅高阻值電阻時，在所述第二多晶硅高阻值電阻的一端形成第四P型重摻雜區，構成多晶硅穩壓二極管；

或者，

當所述第二多晶硅高阻值電阻為P型輕摻雜的多晶硅高阻值電阻時，在所述第二多晶硅高阻值電阻的一端形成第六N型重摻雜區，構成多晶硅穩壓二極管。

11.根據權利要求7所述的半導體開關芯片的制造方法，其特征在于，所述在設定區域形成N型重摻雜區和P型重摻雜區之后，還包括：

制作接觸孔和金屬引線，按照設定的功能需求，采用所述金屬引線進行電連接，以構成內部集成了高壓啟動器件、溫度檢測器件和開關器件的半導體開關芯片，所述高壓啟動器件包括第二橫向雙擴散MOS晶體管、多晶硅穩壓二極管和第一多晶硅高阻值電阻，所述溫度檢測器件包括體硅二極管，所述開關器件包括第一橫向雙擴散MOS晶體管。