[發明專利]柵驅動電路的高壓隔離環器件

在審

• 申請號: 201910014710.2
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109817718A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 王惠惠
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/265
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發明公開了一種柵驅動電路的高壓隔離環器件，由LDMOS組成，在P型襯底和N型外延層的界面形成有第一至第三P型埋層和N型埋層；第一和第二P型埋層的頂部形成有高壓N阱，兩高壓N阱之間的區域為LDMOS的單元結構的形成區域，LDMOS的單元結構的P阱底部包括了縱向連接在一起的P型頂部注入和第三P型埋層并使器件為非隔離型結構；P型頂部注入層的第二側還橫向延伸到漂移區中并從底部將漏區場氧的第一側面覆蓋，結合非隔離型結構和P型頂部注入層的延伸結構降低漏區場氧的第一側面底部的電場強度，提高器件的耐壓穩定性和產品可靠性。本發明能提高器件的耐壓穩定性和產品可靠性。

技術領域

本發明涉及一種半導體制集成電路，尤其是涉及一種柵驅動電路的高壓隔離環器件。

背景技術

柵驅動電路往往需要同時驅動高壓側(high side)功率器件和低壓側(low side)功率器件，高壓側和低壓側之間的電壓相差較大，有些應用中二者相差值能達600V以上。這樣，例如在針對馬達驅動的高壓側電路應用，需要在柵驅動電路中設置高壓隔離環來實現高壓側和低壓側之間的隔離，以及需要設置電平轉換電路來實現高壓側和低壓側之間的電平轉換。現有結構上中通常是利用高壓LDMOS(HVLDMOS)來同時滿足隔離環及電平轉換的功能。

如圖1所示，是現有柵驅動電路的高壓隔離環器件的剖面結構圖，現有柵驅動電路的高壓隔離環器件由LDMOS組成，包括：

P型襯底101，在所述P型襯底101表面形成由N型外延層102。

在所述P型襯底101和所述N型外延層102的界面的選定區域中形成有P型埋層和N型埋層110。

所述P型埋層包括第一P型埋層108a和第二P型埋層108b。

在所述第一P型埋層108a的頂部表面到所述N型外延層102的頂部表面之間的所述N型外延層102中形成有第一高壓P阱109a，在所述第二P型埋層108b的頂部表面到所述N型外延層102的頂部表面之間的所述N型外延層102中形成有第二高壓P阱109b。

所述第一高壓P阱109a和所述第二高壓P阱109b之間的區域為所述LDMOS的單元結構的形成區域，所述LDMOS的單元結構包括：

P阱103，形成于所述N型外延層102的選定區域中。

漂移區由所述P阱103的第二側外的所述N型外延層102組成。

在所述漂移區的表面形成有漏區場氧104，所述漏區場氧104和所述P阱103的第二側相隔有距離。通常，所述漏區場氧104為LOCOS。

柵極結構由形成于所述P阱103表面的柵介質層和多晶硅柵105疊加而成；所述多晶硅柵105的第二側還延伸到所述漏區場氧104的表面上。

由N+區組成的源區106a形成于所述P阱103的表面且和所述多晶硅柵105的第一側自對準。

由N+區組成的漏區106b形成于所述漏區場氧104的第二側外的所述N型外延層102。

柵驅動電路用于驅動兩種工作電壓的電路，第一工作電壓大于第二工作電壓，通常，稱第二工作電壓為低壓側(lowside)電壓，稱第一工作電壓為高壓側(highside)電壓。

所述第一P型埋層108a的第一側外為第二工作電壓的器件形成區域，所述第二P型埋層108b的第二側外為第一工作電壓的器件形成區域，所述第一P型埋層108a的第二側到所述第二P型埋層108b的第一側之間為所述高壓隔離環器件的形成區域，實現所述第一工作電壓的器件和所述第二工作電壓的器件之間的隔離。

所述第一P型埋層108a的第一側外的所述N型外延層102的表面形成有第二場氧104a，在所述第二P型埋層108b的第二側外的所述N型外延層102的表面形成有第三場氧104b。