專利名稱：一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高壓功率集成電路中的高壓半橋柵驅(qū)動電路，是一種關(guān)于集成高壓驅(qū)動電路中的隔離結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高壓柵驅(qū)動電路可用于各種領(lǐng)域，如電機驅(qū)動、熒光燈中的電子整流器以及電源管理等。高壓柵驅(qū)動電路中電平移位電路為整個電路的關(guān)鍵部分，組成電平移位電路的高壓絕緣柵場效應(yīng)管LDMOS的電學性能以及高壓LDMOS間的電學耦合會影響移位電路的性能，高壓LDMOS源端和漏端的大電流和大電壓也會引起整個集成電路其他區(qū)域的寄生效應(yīng)從而影響整個集成電路的電學性能，所以電平移位電路中高壓LDMOS的電學性能以及高壓 LDMOS的隔離無疑是高壓柵驅(qū)動電路性能及工藝研究的重要內(nèi)容，高壓集成電路中隔離結(jié)構(gòu)的設(shè)計一直是高壓集成電路設(shè)計的關(guān)鍵，然而隔離結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝上面臨著耐壓及泄露電流兩大難點。高壓集成電路是將新型高壓功率器件、高低壓邏輯控制電路以及保護電路集成在單一硅片上的電路，由于其系統(tǒng)上的優(yōu)勢高可靠性和穩(wěn)定性以及低功耗、體積、重量和成本，HVIC對實現(xiàn)家用電器、汽車電子等裝置的小型化、智能化和節(jié)能化有著重要的意義。高壓集成電路又可分為高側(cè)電路、低側(cè)電路以及高低結(jié)終端區(qū)，為防止高壓電路對其周圍電路的影響，高壓功率器件和高壓電路間的交叉影響以及器件之間的相互串擾，高壓集成電路的隔離工藝是高壓集成電路正常、有效工作的基礎(chǔ)，也是形成高低壓兼容工藝平臺的關(guān)鍵組成部分。電平移位電路中高壓LDMOS間的隔離一直是半橋驅(qū)動電路研究關(guān)注的重點，現(xiàn)有半橋驅(qū)動芯片中已有多種隔離方式，在這些隔離方式中最為有效和突出的為仙童公司的美國專利US7655979中提到的高壓柵驅(qū)動電路中隔離高壓LDMOS的隔離方式，高壓柵驅(qū)動電路包括高壓區(qū)，低壓區(qū)和高低壓結(jié)終端區(qū)，高壓LDMOS位于高壓區(qū)和低壓區(qū)之間并采用部分結(jié)終端區(qū)作為其漂移區(qū)，高低壓結(jié)終端區(qū)與低壓區(qū)之間、高壓LDMOS與高、低壓區(qū)之間、 高壓LDMOS和高低壓結(jié)終端區(qū)之間均采用P型阱和P型埋層的對通隔離結(jié)構(gòu)進行隔離，即整個高壓LDMOS周圍用P型阱和P型埋層的對通隔離結(jié)構(gòu)把高壓LDMOS和電路的其他部分隔離開來，此對通隔離是由外延上的P型阱和其下的P型埋層區(qū)對通構(gòu)成的貫穿外延到襯底的P型結(jié)隔離實現(xiàn)，這樣的對通隔離結(jié)構(gòu)可以起到隔離高壓LDMOS和周圍其他部分電路的作用。然而，高壓區(qū)接高壓時，靠近高壓區(qū)隔離部分的P型結(jié)隔離區(qū)可以完全耗盡，而遠離高壓區(qū)隔離部分的P型結(jié)隔離則不能完全耗盡，從而發(fā)生局部擊穿現(xiàn)象，使的整個隔離結(jié)構(gòu)的耐壓降低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，本實用新型解決了遠離高壓區(qū)的 P型結(jié)隔離區(qū)不能完全耗盡造成的局部擊穿問題，提高了隔離結(jié)構(gòu)的耐壓。本實用新型采用如下技術(shù)方案[0006]一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，包括P型襯底，在P型襯底上設(shè)有P型外延層，在 P型外延層上設(shè)有低壓區(qū)和高壓區(qū)，在低壓區(qū)與高壓區(qū)之間設(shè)有高低壓結(jié)終端區(qū)，在高低壓結(jié)終端區(qū)與低壓區(qū)之間為第一 P型結(jié)隔離區(qū)，所述的第一 P型結(jié)隔離區(qū)由P型埋層及第一 P 型阱區(qū)組成，在第一 P型結(jié)隔離區(qū)的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有第二 P型結(jié)隔離區(qū)且第二 P型結(jié)隔離區(qū)與第一 P型結(jié)隔離區(qū)圍合形成被隔離區(qū)域，在被隔離區(qū)域內(nèi)設(shè)有利用高低壓結(jié)終端區(qū)作為漂移區(qū)的高壓絕緣柵場效應(yīng)管，所述高壓區(qū)的一部分位于被隔離區(qū)域內(nèi)，位于被隔離區(qū)域內(nèi)的部分高壓區(qū)包括設(shè)在P型襯底內(nèi)的第一深N型阱和設(shè)在P型外延層內(nèi)的第一 N-型阱區(qū)，且N-型阱區(qū)位于第一深N型阱的上表面上，位于被隔離區(qū)域外的部分高壓區(qū)包括設(shè)在P 型襯底內(nèi)的第二深N型阱和設(shè)在P型外延層內(nèi)的第二 N-型阱區(qū)，且N-型阱區(qū)位于第二深 N型阱的上表面上，所述的第一深N型阱向高低壓結(jié)終端區(qū)延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)，所述的第二深N型阱向高低壓結(jié)終端區(qū)延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)，其特征在于，第二 P型結(jié)隔離區(qū)為設(shè)在P型外延層內(nèi)的第二 P型阱區(qū)且第二 P型阱區(qū)設(shè)在P型襯底表面上，在位于高低壓結(jié)終端區(qū)域內(nèi)的第二 P型結(jié)隔離區(qū)部分區(qū)域的第二 P型阱區(qū)被N型阱區(qū)替代，且N 型阱區(qū)位于P型外延上并被第二 P型阱區(qū)包圍，第二 P型結(jié)隔離區(qū)的單位面積中的N型阱區(qū)的注入面積沿高壓區(qū)指向低壓區(qū)的方向逐漸增大。用于高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有工藝相兼容，且與現(xiàn)有其他隔離技術(shù)相比， 本實用新型具有如下優(yōu)點( 1)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，被隔離區(qū)(高壓絕緣柵場效應(yīng)管)采用環(huán)形P型結(jié)隔離區(qū)包圍隔離，它與周圍高低壓結(jié)終端區(qū)的隔離均采用高濃度深P型阱隔離結(jié)構(gòu)或采用對通的P型埋層和P型阱區(qū)的P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)，即從高壓區(qū)到低壓區(qū)的所有隔離結(jié)構(gòu)均采用相同濃度的P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)，當高壓區(qū)接高壓時，高壓電勢沿漂移區(qū)逐漸降低，由于高壓區(qū)電位很高所以靠近高壓區(qū)的隔離部分P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)可以完全耗盡，擊穿電壓很高 (參考圖10)，然而隨著漂移區(qū)的耐壓，電勢在漂移區(qū)逐漸降低導致遠離高壓區(qū)的隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)電勢不高而不能使P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)完全耗盡，此處隔離結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部擊穿，最終導致整個隔離結(jié)構(gòu)耐壓降低。本實用新型中，在逐漸遠離高壓區(qū)的P型結(jié)隔離區(qū)中設(shè)置了變化注入窗口的N型阱區(qū)，從而達到第二 P型阱區(qū)濃度沿高壓區(qū)指向低壓區(qū)方向逐漸降低， 使不同電位下的P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)都能夠完全耗盡，提高了隔離結(jié)構(gòu)的擊穿電壓，抑制了局部擊穿現(xiàn)象的發(fā)生，使得被隔離部分與周圍部分有效隔離。(2)本實用新型中N型阱區(qū)的注入窗口靈活性很大，只需保證第二 P型阱區(qū)濃度從高壓區(qū)到低壓區(qū)逐漸降低，同時整個P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)開態(tài)下不會發(fā)生穿通。(3)本實用新型與現(xiàn)有工藝兼容，不增加額外的工藝步驟，制備簡單。

圖1為本實用新型中的包含高壓絕緣柵場效應(yīng)管的高壓柵驅(qū)動電路隔離結(jié)構(gòu)示意圖，其中150為高壓橫向絕緣柵場效應(yīng)管；圖2為本實用新型隔離結(jié)構(gòu)的第二種表現(xiàn)形式示意圖；圖3為本實用新型隔離結(jié)構(gòu)的第三種表現(xiàn)形式示意圖；圖4為本實用新型隔離結(jié)構(gòu)的第四種表現(xiàn)形式示意圖；圖5為本實用新型隔離結(jié)構(gòu)的第五種表現(xiàn)形式示意圖；[0018]圖6為沿圖1的1-1’線的橫向剖面圖，其中的隔離結(jié)構(gòu)如140 (a)且其下有N埋層；圖7為沿圖1的11-11’線的橫向剖面圖，其中的隔離結(jié)構(gòu)如140 (a)且其下有N 埋層，且此處為靠近低壓區(qū)130的剖面圖，隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)沒有深N型阱DN;圖8為隔離結(jié)構(gòu)沿圖1的III-III’線的橫向剖面圖，150為高壓絕緣柵場效應(yīng)管， 包圍高壓絕緣柵場效應(yīng)管的為隔離結(jié)構(gòu)140 (a)和140 (b)；圖9為隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)加高壓時，N型阱區(qū)隔離結(jié)構(gòu)的等勢線示意圖，圖中可見，P型結(jié)隔離區(qū)完全耗盡，圖中虛線為耗盡區(qū)邊界；圖10為隔離結(jié)構(gòu)兩側(cè)加高壓時，無N埋層區(qū)隔離結(jié)構(gòu)的等勢線示意圖，圖中可見， P型結(jié)隔離區(qū)完全耗盡，其中，虛線100為耗盡區(qū)邊界，實線101為等勢線。
具體實施方式
實施例1一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，包括P型襯底1，在P型襯底1上設(shè)有P型外延層 2，在P型外延層2上設(shè)有低壓區(qū)130和高壓區(qū)110，在低壓區(qū)130與高壓區(qū)110之間設(shè)有高低壓結(jié)終端區(qū)120，在高低壓結(jié)終端區(qū)120與低壓區(qū)130之間為第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a， 所述的第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a由P型埋層4及第一 P型阱區(qū)71組成，在第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b且第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b與第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a圍合形成被隔離區(qū)域，在被隔離區(qū)域內(nèi)設(shè)有利用高低壓結(jié)終端區(qū)120作為漂移區(qū)的高壓絕緣柵場效應(yīng)管150，所述高壓區(qū)110的一部分位于被隔離區(qū)域內(nèi)，位于被隔離區(qū)域內(nèi)的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第一深N型阱31和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第一 N-型阱區(qū)61，且N-型阱區(qū)61位于第一深N型阱31的上表面上，位于被隔離區(qū)域外的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第二深N型阱32和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 N-型阱區(qū)62，且N-型阱區(qū)62位于第二深N型阱(32)的上表面上，所述的第一深N型阱 31向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，所述的第二深N型阱32向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，其特征在于，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b為設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 P型阱區(qū)72且第二 P型阱區(qū)72設(shè)在P型襯底1表面上，在位于高低壓結(jié)終端區(qū)120區(qū)域內(nèi)的第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b部分區(qū)域的第二 P型阱區(qū)72被N型阱區(qū)5替代，且N型阱區(qū)5位于P型外延2上并被第二 P型阱區(qū)72包圍，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b的單位面積中的N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大。所述N型阱區(qū)5的注入窗口為成行且間隔排列的矩形(參照圖1)，沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130方向，N型阱區(qū)5注入窗口的大小不變但N型阱區(qū)5注入窗口的間距卻逐漸縮小。通過變化間距的等大小矩形注入窗口的N型阱區(qū)5來達到第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b單位面積中N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大，從而使第二 P型阱區(qū)72的濃度沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130方向逐漸降低。濃度逐漸降低的第二 P型阱區(qū)72能在高壓下完全耗盡，防止局部擊穿現(xiàn)象的發(fā)生使隔離結(jié)構(gòu)耐壓提高。實施例2一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，包括P型襯底1，在P型襯底1上設(shè)有P型外延層 2，在P型外延層2上設(shè)有低壓區(qū)130和高壓區(qū)110，在低壓區(qū)130與高壓區(qū)110之間設(shè)有高低壓結(jié)終端區(qū)120，在高低壓結(jié)終端區(qū)120與低壓區(qū)130之間為第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a， 所述的第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a由P型埋層4及第一 P型阱區(qū)71組成，在第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b且第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b與第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a圍合形成被隔離區(qū)域，在被隔離區(qū)域內(nèi)設(shè)有利用高低壓結(jié)終端區(qū)120作為漂移區(qū)的高壓絕緣柵場效應(yīng)管150，所述高壓區(qū)110的一部分位于被隔離區(qū)域內(nèi)，位于被隔離區(qū)域內(nèi)的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第一深N型阱31和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第一 N-型阱區(qū)61，且N-型阱區(qū)61位于第一深N型阱31的上表面上，位于被隔離區(qū)域外的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第二深N型阱32和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 N-型阱區(qū)62，且N-型阱區(qū)62位于第二深N型阱(32)的上表面上，所述的第一深N型阱 31向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，所述的第二深N型阱32向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，其特征在于，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b為設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 P型阱區(qū)72且第二 P型阱區(qū)72設(shè)在P型襯底1表面上，在位于高低壓結(jié)終端區(qū)120區(qū)域內(nèi)的第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b部分區(qū)域的第二 P型阱區(qū)72被N型阱區(qū)5替代，且N型阱區(qū)5位于P型外延2上并被第二 P型阱區(qū)72包圍，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b的單位面積中的N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大。所述N型阱區(qū)5的注入窗口為成行且連續(xù)排列的矩形(參照圖2)，沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130方向，N型阱區(qū)5注入窗口逐漸變窄。通過逐漸變窄的成行且連續(xù)排列的矩形注入窗口的N型阱區(qū)來達到第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b單位面積中N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大，從而使第二 P型阱區(qū)72的濃度沿高壓區(qū)110 指向低壓區(qū)130方向逐漸降低。濃度逐漸降低的第二 P型阱區(qū)72能在高壓下完全耗盡，防止局部擊穿現(xiàn)象的發(fā)生使隔離結(jié)構(gòu)耐壓提高。實施例3一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，包括P型襯底1，在P型襯底1上設(shè)有P型外延層 2，在P型外延層2上設(shè)有低壓區(qū)130和高壓區(qū)110，在低壓區(qū)130與高壓區(qū)110之間設(shè)有高低壓結(jié)終端區(qū)120，在高低壓結(jié)終端區(qū)120與低壓區(qū)130之間為第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a，所述的第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a由P型埋層4及第一 P型阱區(qū)71組成，在第一 P型結(jié)隔離區(qū) 140a的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b且第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b與第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a圍合形成被隔離區(qū)域，在被隔離區(qū)域內(nèi)設(shè)有利用高低壓結(jié)終端區(qū)120作為漂移區(qū)的高壓絕緣柵場效應(yīng)管150，所述高壓區(qū)110的一部分位于被隔離區(qū)域內(nèi)，位于被隔離區(qū)域內(nèi)的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第一深N型阱31和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第一 N-型阱區(qū)61，且N-型阱區(qū)61位于第一深N型阱31的上表面上，位于被隔離區(qū)域外的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第二深N型阱32和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 N-型阱區(qū)62，且N-型阱區(qū)62位于第二深N型阱(32)的上表面上，所述的第一深N型阱31向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，所述的第二深N型阱32向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，其特征在于，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b為設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 P型阱區(qū)72且第二 P型阱區(qū)72設(shè)在P型襯底1表面上，在位于高低壓結(jié)終端區(qū)120區(qū)域內(nèi)的第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b部分區(qū)域的第二 P型阱區(qū)72被N型阱區(qū)5 替代，且N型阱區(qū)5位于P型外延2上并被第二 P型阱區(qū)72包圍，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b 的單位面積中的N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大。所述N型阱區(qū)5的注入窗口為三角形(參照圖3)，沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130方向，N型阱區(qū)5注入窗口為三角形。通過三角形注入窗口的N型阱區(qū)5來達到第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b 單位面積中N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大，從而使第二 P型阱區(qū)72的濃度沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130方向逐漸降低。濃度逐漸降低的第二 P型阱區(qū)72能在高壓下完全耗盡，防止局部擊穿現(xiàn)象的發(fā)生使隔離結(jié)構(gòu)耐壓提高。實施例4一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，包括P型襯底1，在P型襯底1上設(shè)有P型外延層 2，在P型外延層2上設(shè)有低壓區(qū)130和高壓區(qū)110，在低壓區(qū)130與高壓區(qū)110之間設(shè)有高低壓結(jié)終端區(qū)120，在高低壓結(jié)終端區(qū)120與低壓區(qū)130之間為第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a，所述的第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a由P型埋層4及第一 P型阱區(qū)71組成，在第一 P型結(jié)隔離區(qū) 140a的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b且第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b與第一 P型結(jié)隔離區(qū)140a圍合形成被隔離區(qū)域，在被隔離區(qū)域內(nèi)設(shè)有利用高低壓結(jié)終端區(qū)120作為漂移區(qū)的高壓絕緣柵場效應(yīng)管150，所述高壓區(qū)110的一部分位于被隔離區(qū)域內(nèi)，位于被隔離區(qū)域內(nèi)的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第一深N型阱31和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第一 N-型阱區(qū)61，且N-型阱區(qū)61位于第一深N型阱31的上表面上，位于被隔離區(qū)域外的部分高壓區(qū)110包括設(shè)在P型襯底1內(nèi)的第二深N型阱32和設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 N-型阱區(qū)62，且N-型阱區(qū)62位于第二深N型阱(32)的上表面上，所述的第一深N型阱31向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，所述的第二深N型阱32向高低壓結(jié)終端區(qū)120延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)120，其特征在于，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b為設(shè)在P型外延層2內(nèi)的第二 P型阱區(qū)72且第二 P型阱區(qū)72設(shè)在P型襯底1表面上，在位于高低壓結(jié)終端區(qū)120區(qū)域內(nèi)的第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b部分區(qū)域的第二 P型阱區(qū)72被N型阱區(qū)5 替代，且N型阱區(qū)5位于P型外延2上并被第二 P型阱區(qū)72包圍，第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b 的單位面積中的N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大。所述N型阱區(qū)5的注入窗口為成行且間隔排列的圓形(參照圖4、圖5)，沿高壓區(qū)指向低壓區(qū)方向，N型阱區(qū)5的注入窗口為成行且間隔排列的圓形。通過變化間距的等大小圓形形或等間距的逐漸增大的圓形注入窗口的N型阱區(qū)5來達到第二 P型結(jié)隔離區(qū)140b單位面積下N型阱區(qū)5的注入面積沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130的方向逐漸增大，從而使第二 P型阱區(qū)72的濃度沿高壓區(qū)110指向低壓區(qū)130方向逐漸降低。濃度逐漸降低的第二 P型阱區(qū)72能在高壓下完全耗盡，防止局部擊穿現(xiàn)象的發(fā)生使隔離結(jié)構(gòu)耐壓提高。所述高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)制備方法如下第一步P型硅襯底1準備；生長氧化層、淀積氮化硅、光刻、離子注入磷、退火生成深N型阱區(qū)31和32 ；去掉氮化硅，光刻、離子注入硼、退火生成ρ型埋層4 ；第二步生長P型外延層2 ；生長氧化層、淀積氮化硅，光刻、離子注入磷、、退火形成N-型阱區(qū)61和62，光刻、離子注入磷、退火形成N型阱區(qū)5，此時在N-阱61和62和N 型阱區(qū)5表面了生成5000A的氧化層。第三步刻蝕所有氮化硅普注硼離子、退火生成P型結(jié)隔離阱區(qū)71和72 ；第四步去掉上述5000A的氧化層；淀積氮化硅、刻蝕氮化硅、生長場氧，形成場區(qū)和有源區(qū)；第五步在有源區(qū)生長一層厚度為1000A的柵氧化層，離子注入氟化硼閾值調(diào)整，
7然后進行多晶硅柵的淀積、刻蝕； 第六步光刻、離子注入磷和砷生成N型源區(qū)9和N型漏區(qū)8 ；光刻、離子注入氟化硼生成P型接觸區(qū)10 ；淀積介質(zhì)隔離氧化層，接觸孔刻蝕，淀積金屬鋁，刻蝕鋁以形成金屬連線，最后進行介質(zhì)鈍化處理。
權(quán)利要求1.一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，包括P型襯底(1)，在P型襯底(1)上設(shè)有P型外延層(2)，在P型外延層(2)上設(shè)有低壓區(qū)(130)和高壓區(qū)(110)，在低壓區(qū)(130)與高壓區(qū) (110)之間設(shè)有高低壓結(jié)終端區(qū)(120)，在高低壓結(jié)終端區(qū)(120)與低壓區(qū)(130)之間為第一P型結(jié)隔離區(qū)(140a)，所述的第一 P型結(jié)隔離區(qū)(140a)由P型埋層(4)及第一 P型阱區(qū) (71)組成，在第一 P型結(jié)隔離區(qū)(140a)的內(nèi)部區(qū)域設(shè)有第二 P型結(jié)隔離區(qū)(140b)且第二 P型結(jié)隔離區(qū)(140b)與第一 P型結(jié)隔離區(qū)(140a)圍合形成被隔離區(qū)域，在被隔離區(qū)域內(nèi)設(shè)有利用高低壓結(jié)終端區(qū)(120)作為漂移區(qū)的高壓絕緣柵場效應(yīng)管(150)，所述高壓區(qū)(110) 的一部分位于被隔離區(qū)域內(nèi)，位于被隔離區(qū)域內(nèi)的部分高壓區(qū)(110)包括設(shè)在P型襯底(1) 內(nèi)的第一深N型阱(31)和設(shè)在P型外延層(2)內(nèi)的第一 N-型阱區(qū)(61 )，且N-型阱區(qū)(61) 位于第一深N型阱(31)的上表面上，位于被隔離區(qū)域外的部分高壓區(qū)(110)包括設(shè)在P型襯底(1)內(nèi)的第二深N型阱(32)和設(shè)在P型外延層(2)內(nèi)的第二 N-型阱區(qū)(62)，且N-型阱區(qū)(62)位于第二深N型阱(32)的上表面上，所述的第一深N型阱(31)向高低壓結(jié)終端區(qū)(120)延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)(120)，所述的第二深N型阱(32)向高低壓結(jié)終端區(qū) (120)延伸并進入高低壓結(jié)終端區(qū)(120)，其特征在于，第二 P型結(jié)隔離區(qū)(140b)為設(shè)在P 型外延層(2)內(nèi)的第二 P型阱區(qū)(72)且第二 P型阱區(qū)(72)設(shè)在P型襯底(1)表面上，在位于高低壓結(jié)終端區(qū)(120)區(qū)域內(nèi)的第二 P型結(jié)隔離區(qū)(140b)部分區(qū)域的第二 P型阱區(qū)(72) 被N型阱區(qū)(5)替代，且N型阱區(qū)(5)位于P型外延(2)上并被第二 P型阱區(qū)(72)包圍，第二P型結(jié)隔離區(qū)(140b)的單位面積中的N型阱區(qū)(5)的注入面積沿高壓區(qū)(110)指向低壓區(qū)(130)的方向逐漸增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型阱區(qū)(5)的注入窗口為成行且間隔排列的矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型阱區(qū)(5)的注入窗口為成行且連續(xù)排列的矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型阱區(qū)(5)的注入窗口為三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型阱區(qū)(5)的注入窗口為成行且間隔排列的圓形。
專利摘要一種高壓驅(qū)動電路的隔離結(jié)構(gòu)，包括P型襯底，P型外延層，在P型外延層上有高壓區(qū)、低壓區(qū)以及高低壓結(jié)終端區(qū)，在高低壓結(jié)終端區(qū)與低壓區(qū)之間為第一P型結(jié)隔離區(qū)，在高壓區(qū)和低壓區(qū)之間存在高壓絕緣柵場效應(yīng)管，其兩側(cè)以及它和高側(cè)間的隔離結(jié)構(gòu)為第二P型結(jié)隔離區(qū)，第二P型結(jié)隔離區(qū)的第二P型阱區(qū)濃度通過其中N型阱區(qū)的注入變化來達到從高壓區(qū)到低壓區(qū)逐漸降低，高壓絕緣柵場效應(yīng)管和高側(cè)之間的第二P型結(jié)隔離區(qū)僅由第二P型阱區(qū)組成，第二P型結(jié)隔離區(qū)的設(shè)計是基于不同高壓下P型結(jié)隔離區(qū)的完全耗盡以及開態(tài)下P型結(jié)隔離區(qū)的非穿通。本實用新型解決了P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)不完全耗盡造成的P型結(jié)隔離結(jié)構(gòu)發(fā)生局部擊穿問題，使被隔離區(qū)與周圍有效隔離。
文檔編號H01L29/06GK202259309SQ20112030854
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者孫偉鋒, 時龍興, 祝靖, 錢欽松, 陸生禮, 黃賢國 申請人:東南大學