[發(fā)明專利]雙垂直窗三埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710185314.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN108630709A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海卓弘微系統(tǒng)科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/12
• 分類號(hào): H01L27/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種多埋層大功率高壓器件結(jié)構(gòu)，器件結(jié)構(gòu)如圖1所示，該結(jié)構(gòu)的埋層包含三層氧化層，兩個(gè)窗不與埋層平行或者第一埋層與第二埋層不在同一平面上，第一層與第三層通過二氧化硅相連。第一層第二層埋氧層與第三層埋氧層之間填充多晶硅。該方法通過增強(qiáng)第三層埋氧層的電場(chǎng)，同時(shí)第一第二埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場(chǎng)來提高縱向擊穿電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓器件領(lǐng)域，尤其涉及多埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

SOI獨(dú)特的結(jié)構(gòu)帶來隔離性能好、漏電流小、速度快、抗輻照和功耗低等優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮了硅集成電路技術(shù)的潛力，特別是SOI高壓集成電路在未來空天抗輻照領(lǐng)域具有特殊作用，因而得以廣泛發(fā)展和應(yīng)用。SOI橫向高壓器件作為高壓集成電路的基石，由于介質(zhì)層阻止了其耗盡區(qū)向襯底層擴(kuò)展，使得習(xí)用的器件縱向耐壓僅由頂層硅和介質(zhì)層承擔(dān)。而因隔離和散熱的限制，頂層硅和介質(zhì)層都不能太厚，同時(shí)由界面處無電荷高斯定理，使得器件擊穿時(shí)的介質(zhì)層電場(chǎng)僅為硅臨界場(chǎng)的3倍即100V／μm左右，遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際常用介質(zhì)材料如SiO₂的臨界場(chǎng)600V／μm，所以SOI橫向高壓器件縱向耐壓較低，限制了高壓集成電路的應(yīng)用和發(fā)展，目前投入應(yīng)用的還沒有突破600V的瓶頸。對(duì)此，國內(nèi)外眾多學(xué)者進(jìn)行了深入研究，當(dāng)前工作主要集中在使用新器件結(jié)構(gòu)提高縱向電壓。

業(yè)界通常改變各個(gè)區(qū)域的摻雜濃度或者改變埋氧層結(jié)構(gòu)來增加埋氧層的電場(chǎng)強(qiáng)度和使電場(chǎng)線更均勻分布，來提高縱向擊穿電壓。

下面以單窗口雙埋層SOI高壓器件闡述現(xiàn)有的SOI高壓器件結(jié)構(gòu)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)的埋層包含兩層氧化層，第一埋氧層有單一窗口，兩氧化層之間填充多晶硅。第一層埋氧阻擋了橫向電場(chǎng)對(duì)第二埋氧層與多晶硅界面反型層電荷的抽取，該反型電荷將大大增強(qiáng)第二層埋氧層的電場(chǎng)；同時(shí)第一埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場(chǎng)，因而可獲得較高的擊穿電壓。不過相對(duì)于實(shí)際應(yīng)用要求，該SOI高壓器件結(jié)構(gòu)的擊穿電壓仍然需要進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供雙窗三層SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)，以提高SOI器件的擊穿電壓。

本發(fā)明提供了雙窗三層SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)，包括了三層埋氧層以及兩個(gè)窗口，這兩個(gè)窗口與水平的埋氧層成一定角度。

可選的，所述的角度為90°或其他角度（小于180°大于0°）。

可選的，所述前兩層埋氧層是可互換的，即第一埋層下降到第二埋層之下。

可選的，所述前兩層埋氧層之間的垂直距離可變。

可選的，第一層與第三層的連接層到器件左邊界的距離是可變的。

可選的，填充的多晶硅可換成其他材料。

附圖說明

圖1是單窗SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是雙窗SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中雙窗三埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)使用了窗口與埋氧層垂直且的結(jié)構(gòu)前兩層埋氧阻擋了橫向電場(chǎng)對(duì)第三埋氧層與多晶硅界面反型層電荷的抽取，該反型電荷將大大增強(qiáng)第三層埋氧層的電場(chǎng)；同時(shí)第一埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場(chǎng)，因而可獲得較高的縱向擊穿電壓。