[發明專利]一種BCD半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201810958772.4
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109065539B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 喬明;賴春蘭;何林蓉;葉力;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L21/8249;H01L27/02
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

本發明提供一種BCD半導體器件及其制造方法，包括集成于同一芯片上的第一高壓nLIGBT器件、第二高壓nLIGBT器件、第一高壓nLDMOS器件、第二高壓nLDMOS器件、第三高壓nLDMOS器件、第一高壓pLDMOS器件、低壓NMOS器件、低壓PMOS器件、PNP器件和diode器件，高壓nLIGBT器件、高壓nLDMOS器件、高壓pLDMOS器件均采用介質隔離，實現高低壓器件完全隔離，本發明在襯底上實現nLIGBT、nLDMOS、低壓NMOS、低壓PMOS和低壓NPN的單片集成，由介質、第二導電類型埋層、介質槽以及第一導電類型注入區組成的隔離區域實現集成芯片上的高低壓全介質隔離，避免了高低壓的串擾問題，在六類的高壓管子中均采用了多溝道設計，可有效增加高壓管的電流輸出能力。

技術領域

本發明屬于半導體功率器件技術領域，涉及一種BCD(Bipolar CMOS DMOS)器件及其制造方法。

背景技術

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(簡稱BCD工藝)。橫向高壓器件由于漏極、柵極、源極都在芯片表面，易于通過內部連接與低壓信號電路集成，被廣泛應用于高壓功率集成電路中。在一般的功率集成芯片中，會采用高壓LDMOS器件(Lateral Double-diffused MOSFET)作為輸出級，但在簡單的一維分析下，DMOS器件的比導通電阻(Specificon-resistance,R_on,sp)與器件擊穿電壓(Breakdown Voltage,BV)存在R_on,sp∝BV^2.3～2.6的關系，使得器件在高壓應用時，導通電阻急劇上升，這就限制了橫向高壓DMOS器件在高壓功率集成電路中的應用，尤其是在要求低導通損耗和小芯片面積的電路中。為了克服高導通電阻的問題，J.A.APPLES等人提出了RESURF(Reduced SURface Field)降低表面場技術，被廣泛應用于高壓器件的設計中。除此之外，還有人提出了如Double-RESURF、Triple-RESURFLDMOS器件以及雙極型器件IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor)等概念。基于RESURF耐壓原理，我們已經發明了BCD半導體器件及其制造技術(專利號：ZL200810148118.3)，在單晶襯底上實現nLIGBT、nLDMOS、低壓NMOS、低壓PMOS和低壓NPN的單片集成，得到性能優良的高壓、高速、低導通損耗的功率器件，由于沒有采用外延工藝，芯片具有較低的制造成本。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種BCD半導體器件及其制造方法。

為實現上述發明目的，本發明技術方案如下：

1、一種BCD半導體器件，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均采用介質隔離，實現高低壓器件完全隔離，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采用多溝道設計。

作為優選方式，所述的BCD半導體器件進一步為：