[發明專利]基于螺旋狀多晶硅式場效應管充電的半導體啟動器件及制造工藝

在審

• 申請號: 201410478929.5
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104362149A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 胡浩
• 申請（專利權）人: 成都星芯微電子科技有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H02M1/36;H01L21/822
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

1.一種基于螺旋狀多晶硅式場效應管充電的半導體啟動器件，其電源輸入端的輸入電壓為電容充電，所述電容的兩端為電源輸出端，其特征在于：N型高濃度襯底上設有N型輕摻雜外延層，N型輕摻雜外延層的其中一半區域內設有P型埋層，P型埋層上設有第一N阱，第一N阱上設有第一N型重摻雜和厚氧化層，厚氧化層上設有螺旋狀多晶硅構成電阻；N型輕摻雜外延層的另一半區域內設有第二N阱、第一P阱、第二P阱和第三P阱，第一P阱靠近第一N阱，第三P阱靠近第一P阱，第二N阱靠近第三P阱，第二P阱靠近第二N阱，第一P阱上設有第一P型重摻雜和第二N型重摻雜，第一P型重摻雜構成穩壓二極管的正極，第二N型重摻雜構成穩壓二極管的負極，第二P阱上設有第二P型重摻雜和第三N型重摻雜，第二P阱和第二N阱相鄰位置的上方依次設有柵氧層和多晶硅層，第二P型重摻雜和第三N型重摻雜相互連接引出端線構成場效應管的源極，多晶硅層引出端線構成場效應管的柵極，第二N阱構成場效應管的漏極，場效應管的漏極通過內導線引至N型高濃度襯底，電阻的第一端通過第一N阱連接至N型高濃度襯底，場效應管的源極同時與電容的第一端和反饋控制模塊的負極信號輸入端連接，反饋控制模塊的輸出端與電子開關的控制輸入端連接，電子開關的第一端同時與場效應管的柵極、穩壓二極管的負極和電阻的第二端連接，電容的第二端、反饋控制模塊的正極信號輸入端、電子開關的第二端、第三P阱和穩壓二極管的正極均接地，N型高濃度襯底引出接線端作為所述半導體啟動器件的電源輸入端的正極，電容的第一端引出接線端作為所述半導體啟動器件的電源輸出端的正極。

2.根據權利要求1所述的基于螺旋狀多晶硅式場效應管充電的半導體啟動器件，其特征在于：所述反饋控制模塊為比較器，所述比較器的負極信號輸入端與所述場效應管的源極連接，所述比較器的正極信號輸入端與基準電壓源的正極連接，所述基準電壓源的負極接地，所述比較器的輸出端與所述電子開關的控制輸入端連接。

3.根據權利要求1或2所述的基于螺旋狀多晶硅式場效應管充電的半導體啟動器件，其特征在于：所述電子開關為三極管，所述三極管的基極為所述電子開關的控制輸入端，所述三極管的集電極為所述電子開關的第一端，所述三極管的發射極為所述電子開關的第二端。

4.一種如權利要求1所述的基于螺旋狀多晶硅式場效應管充電的半導體啟動器件的制造工藝，其特征在于：包括以下步驟：

(1)在N型高濃度襯底上設置N型輕摻雜外延層，N型高濃度襯底的電阻率為0.0001～0.1歐姆·厘米，N型輕摻雜外延層的電阻率為10～200歐姆·厘米，N型輕摻雜外延層作為場效應管的漏極漂移區；

(2)在N型輕摻雜外延層上通過注入P型雜質，注入劑量為1e12atom/cm2～1e15atom/cm2；

(3)通過高溫氧化推結，爐管溫度為850℃～1200℃，持續時間為30～300分鐘，激活P型雜質，形成P型埋層，P型埋層作為耐壓終端的橫向可變摻雜部分；

(4)通過化學氣相淀積生長N型摻雜薄外延層，然后通過高能、雙電荷磷注入來形成第一N阱和第二N阱，然后再通過高能B11注入來形成第一P阱、第二P阱和第三P阱，再通過LOCOS生長厚氧化層；

(5)生長柵氧層，厚度為100A～1200A；

(6)生長完柵氧層后，通過低壓化學氣相淀積生長N型多晶硅層，將螺旋狀多晶硅生長在厚氧化層上，將用作場效應管柵極的N型多晶硅層生長在柵氧層上；

(7)若為NMOS場效應管，則通過N型雜質注入形成N+源漏區，注入劑量為1e12atom/cm2～5e15atom/cm2，若為PMOS場效應管，則通過P型雜質注入形成P+源漏區，注入劑量為1e12atom/cm2～5e15atom/cm2。