[發(fā)明專利]一種BCD半導(dǎo)體器件及其制造方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810958772.4 | 申請日： | 2018-08-22 |
| 公開（公告）號： | CN109065539B | 公開（公告）日： | 2020-10-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 喬明;賴春蘭;何林蓉;葉力;張波 | 申請（專利權(quán)）人： | 電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | H01L27/06 | 分類號： | H01L27/06;H01L21/8249;H01L27/02 |
| 代理公司： | 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232 | 代理人： | 敖歡;葛啟函 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 bcd 半導(dǎo)體器件 及其 制造 方法 | ||
1.一種BCD半導(dǎo)體器件，其特征在于：包括集成于同一芯片上的第一高壓nLIGBT器件(1)、第二高壓nLIGBT器件(2)、第一高壓nLDMOS器件(3)、第二高壓nLDMOS器件(4)、第三高壓nLDMOS器件(5)、第一高壓pLDMOS器件(6)、低壓NMOS器件(7)、低壓PMOS器件(8)、PNP器件(9)和diode器件(10)，所述第一高壓nLIGBT器件(1)、第二高壓nLIGBT器件(2)和第一高壓nLDMOS器件(3)、第二高壓nLDMOS器件(4)、第三高壓nLDMOS器件(5)、第一高壓pLDMOS器件(6)均采用介質(zhì)隔離，實(shí)現(xiàn)高壓器件完全隔離，第一高壓nLIGBT器件(1)、第二高壓nLIGBT器件(2)、第一高壓nLDMOS器件(3)、第二高壓nLDMOS器件(4)、第三高壓nLDMOS器件(5)采用多溝道設(shè)計(jì)；
所述第一高壓nLIGBT器件(1)，位于包括介質(zhì)(301)、第二導(dǎo)電類型埋層(205)、介質(zhì)槽(302)、填充物(402)以及第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)(105)的隔離區(qū)域內(nèi)，其中，介質(zhì)(301)位于襯底(101)中，介質(zhì)槽(302)位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)中并延伸至襯底(101)、且與介質(zhì)(301)相接形成完全隔離，第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)(105)位于介質(zhì)槽(302)左右兩側(cè)，填充物(402)位于介質(zhì)槽(302)中間，第二導(dǎo)電類型埋層(205)位于介質(zhì)(301)上方，所述高壓nLIGBT器件(1)還包括：位于器件兩側(cè)的多溝道發(fā)射極，多溝道發(fā)射極包括按照左元胞2(0)、第一右元胞1(1)、第一左元胞2(1)、第二右元胞1(2)、第二左元胞2(2)、……第n右元胞1(n)、第n左元胞2(n)…的順序交替排列的多個元胞，所述高壓nLIGBT器件(1)還包括：由第二導(dǎo)電類型外延層(201)構(gòu)成的漂移區(qū)，由第二導(dǎo)電類型緩沖區(qū)(203)和與金屬(501)直接相連的第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)組成的集電極，位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)表面的場氧化層(303)、金屬層(501)以及金屬前介質(zhì)層(305)，其中，發(fā)射極的每一個元胞包括第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)、位于第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)中的第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)、與金屬(501)直接相連且位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中的第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)、第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)、位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)上表面的薄介質(zhì)層(304)以及柵電極(401)；
所述第二高壓nLIGBT器件(2)與第一高壓nLIGBT器件(1)的差別在于：第二高壓nLIGBT器件(2)的多溝道發(fā)射極包括多個按照第一右元胞1(1)、第一左元胞2(1)、第二右元胞1(2)、第二左元胞2(2)、……第n右元胞1(n)、第n左元胞2(n)…的順序交替排列的多個元胞；
所述第一高壓nLDMOS器件(3)，位于包括介質(zhì)(301)、第二導(dǎo)電類型埋層(205)、介質(zhì)槽(302)、填充物(402)以及第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)(105)的隔離區(qū)域內(nèi)，其中，介質(zhì)(301)位于襯底(101)中，介質(zhì)槽(302)位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)中并延伸至襯底(101)且與介質(zhì)(301)相接形成完全隔離，第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)(105)位于介質(zhì)槽(302)左右兩側(cè)，填充物(402)位于介質(zhì)槽(302)中間，第二導(dǎo)電類型埋層(205)位于介質(zhì)(301)上方，第一高壓nLDMOS器件(3)還包括：位于器件兩側(cè)的多溝道源極，多溝道源極包括按照左元胞2(0)、第一右元胞1(1)、第一左元胞2(1)、第二右元胞1(2)、第二左元胞2(2)、……第n右元胞1(n)、第n左元胞2(n)…的順序交替排列的多個元胞，所述第一高壓nLDMOS器件(3)還包括：第二導(dǎo)電類型外延層(201)構(gòu)成的漂移區(qū)、由第二導(dǎo)電類型緩沖區(qū)(203)和與金屬層(501)直接相連的第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)組成的漏電極、位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)表面的場氧化層(303)、金屬層(501)以及金屬前介質(zhì)層(305)，其中，源極的每一個元胞包括第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)、位于第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)中的第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)、與金屬層(501)直接相連且位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中的第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)、第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)、位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)上表面的薄介質(zhì)層(304)以及柵電極(401)；
所述第二高壓nLDMOS器件(4)和第一高壓nLDMOS器件(3)的差別在于：薄層介質(zhì)層(304)與第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)上表面之間設(shè)有第二導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)(207)；
所述第三高壓nLDMOS器件(5)和第一高壓nLDMOS器件(3)的差別在于：第二導(dǎo)電類型外延層(201)表面無場氧化層(303)；
所述第一高壓pLDMOS器件(6)，位于包括介質(zhì)(301)、第二導(dǎo)電類型埋層(205)、介質(zhì)槽(302)、填充物(402)以及第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)(105)組成的隔離區(qū)域內(nèi)，其中，介質(zhì)(301)位于襯底(101)中，介質(zhì)槽(302)位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)中并延伸至襯底(101)且與介質(zhì)(301)相接形成完全隔離，第一導(dǎo)電類型注入?yún)^(qū)(105)位于介質(zhì)槽(302)左右兩側(cè)，填充物(402)位于介質(zhì)槽(302)中間，第二導(dǎo)電類型埋層(205)位于介質(zhì)(301)上方，所述高壓pLDMOS器件(6)還包括：由位于器件兩側(cè)的左元胞2(0)構(gòu)成的源極、由位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)中的第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)構(gòu)成的漂移區(qū)、由位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中的一個第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)構(gòu)成的漏極、位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)上方場氧化層(303)、金屬層(501)以及金屬前介質(zhì)層(305)，構(gòu)成源極的左元胞2(0)包括第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)、位于第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)中且與金屬層(501)直接相連的另一第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)以及第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)、位于第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)區(qū)域上表面的薄介質(zhì)層(304)以及柵電極(401)；
所述低壓NMOS器件(7)設(shè)置在第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中，第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)中，第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)和一個第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)作為源極，位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)的一側(cè)且分別與金屬層(501)相連；另一第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)作為漏極，位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)的另一側(cè)且與金屬層(501)相連，柵電極(401)處于薄介質(zhì)層(304)上、金屬前介質(zhì)層(305)下；柵電極(401)和金屬層(501)通過金屬前介質(zhì)層(305)相互隔離；
所述低壓PMOS器件(8)設(shè)置在第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)中，第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(206)位于第二導(dǎo)電類型外延層(201)中，第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)和一個第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)作為源極位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)的一側(cè)且與金屬層(501)相連；另一第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)作為漏極，位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)的另一側(cè)且與金屬層(501)相連，柵電極(401)處于薄介質(zhì)層(304)上、金屬前介質(zhì)層(305)下；金屬層(501)和柵電極(401)通過金屬前介質(zhì)層(305)相互隔離；
所述PNP器件(9)設(shè)置在第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中金屬前介質(zhì)層(305)之下，第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)集電極置于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中，第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)發(fā)射極與第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)基極位于第二導(dǎo)電類型緩沖區(qū)(203)基區(qū)中，第二導(dǎo)電類型緩沖區(qū)(203)位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中，其中第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)集電極、第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)發(fā)射極、第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)基極均與金屬層(501)相接；
所述diode器件(10)設(shè)置在第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中金屬前介質(zhì)層(305)之下，第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)陽極置于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中，第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)陰極位于第一導(dǎo)電類型區(qū)域(102)中，其中第一導(dǎo)電類型接觸區(qū)(103)陽極、第二導(dǎo)電類型接觸區(qū)(202)陰極與金屬層(501)相接。
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H01L 半導(dǎo)體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L27-00 由在一個共用襯底內(nèi)或其上形成的多個半導(dǎo)體或其他固態(tài)組件組成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共絕緣襯底上形成的無源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有專門適用于整流、振蕩、放大或切換的半導(dǎo)體組件并且至少有一個電位躍變勢壘或者表面勢壘的；包括至少有一個躍變勢壘或者表面勢壘的無源集成電路單元的
H01L27-14 . 包括有對紅外輻射、光、較短波長的電磁輻射或者微粒子輻射并且專門適用于把這樣的輻射能轉(zhuǎn)換為電能的，或適用于通過這樣的輻射控制電能的半導(dǎo)體組件的
H01L27-15 .包括專門適用于光發(fā)射并且包括至少有一個電位躍變勢壘或者表面勢壘的半導(dǎo)體組件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料結(jié)點(diǎn)的熱電元件的；包括有熱磁組件的
