[發明專利]一種BCD半導體器件

有效

• 申請號: 202010884171.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111968973B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 喬明;張書豪;李怡;袁章亦安;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;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

本發明提供一種集成有SG?VDMOS的BCD半導體器件，能夠在一塊芯片上同時集成兩類JFET、兩類VDMOS、LIGBT、七類LDMOS、低壓NMOS、低壓PMOS、低壓NPN、低壓PNP及四類二極管等二十類半導體器件，將應用在模擬電路中的Bipolar器件、開關電路中的功率器件、邏輯電路中的CMOS器件等各類橫縱向器件集成到一起，節約成本的同時極大提高芯片集成度。不同于傳統器件結構，該發明集成包含了槽型JFET、槽柵LIGBT、槽柵VDMOS、快恢復二極管，所集成的SG?VDMOS與常規VDMOS相比能有效降低柵漏電容，降低了開關損耗，提升了開關速度，通過超結自然形成的槽狀隔離結構貫穿整個漂移區將各個器件完全隔離，能夠同時兼顧高的關斷耐壓和低的導通電阻，所述制造方法簡單，工藝難度相對較低，構成的BCD器件可以用于消費電子、顯示驅動等多種產品中。

技術領域

本發明屬于半導體功率器件技術領域，尤其是一種BCD半導體器件。

背景技術

功率集成IC被廣泛應用在電源管理、電機驅動、汽車電子和工業控制等領域。BCD指的是將Bipolar、CMOS、DMOS等高壓功率器件及各種電阻電容和二極管集成在同一芯片的工藝技術，具有低成本、易封裝、易設計和外圍芯片更簡潔等特點，快速發展為功率IC領域的主流技術。BCD技術中的Bipolar雙極晶體管具有高模擬精度主要用于模擬電路中，CMOS具有高集成度主要用于邏輯電路中，DMOS具有高功率(高電壓)特性常用作開關作用。主要用作開關使用的DMOS是BCD工藝的核心器件，其功能要求器件具有高耐壓的同時盡量小的比導通電阻，DMOS性能的好壞直接決定了芯片的驅動能力與面積，因此DMOS的設計是關鍵之一；此外，BCD技術中將不同功能的器件集成到一個芯片上，由于器件功能不同，因此所需要的工作環境也不一樣，如何將不同器件進行隔離是BCD設計中的另一個關鍵之一。目前的技術方法是將DMOS的多晶硅柵分為控制柵和隔離柵分別引入，利用隔離柵來有效減少柵漏電容，從而降低開關損耗，提升開關速度，通過超結自然形成的槽狀隔離結構貫穿整個漂移區將各個器件完全隔離，能夠同時兼顧高的關斷耐壓和低的導通電阻。

發明內容

本發明的目的是提供一種BCD半導體器件及其制造方法，能夠在一塊芯片上同時集成兩類JFET、兩類VDMOS、LIGBT、七類LDMOS、低壓NMOS、低壓PMOS、低壓NPN、低壓PNP及四類二極管等二十類半導體器件。不同于傳統器件結構，該發明集成包含了槽型JFET、槽柵LIGBT、槽柵VDMOS、快恢復二極管，所集成的SG-VDMOS與常規VDMOS相比能有效降低柵漏電容，降低了開關損耗，提升了開關速度，通過超結自然形成的槽狀隔離結構貫穿整個漂移區將各個器件完全隔離，能夠同時兼顧高的關斷耐壓和低的導通電阻，所述制造方法簡單，工藝難度相對較低。

為實現上述發明目的，本發明技術方案如下：

一種BCD半導體器件，包括集成于同一芯片上的第一類JFET器件1，第一隔離結構204，第一類VDMOS器件2，第二隔離結構203，第二類VDMOS器件3，LIGBT器件4，第一類LDMOS器件5，第二類LDMOS器件6，第三類LDMOS器件7，第四類LDMOS器件8，第五類LDMOS器件9，第六類LDMOS器件10，第七類LDMOS器件11，第二類JFET器件12，低壓NMOS器件13，低壓PMOS器件14，低壓PNP器件15，低壓NPN器件16，第一類二極管17，第二類二極管18，第三類二極管19，第四類二極管20；