一種高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。所述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)包括：P型襯底、第一N型阱、第二N型阱、第三N型阱、具有第一寬度的第一P型阱和具有第二寬度的第二P型阱。所述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高壓電路間的阱間隔離和電壓跟蹤。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種集成電路，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路和集成器件被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代電子電路中。高壓集成電路(如高端門(mén)極驅(qū)動(dòng)器、高端功率開(kāi)關(guān)管、離線傳感器、電平移位器等等)具有浮(floating)的結(jié)構(gòu)。通常，這些高壓電路被放置在一個(gè)阱內(nèi)，并作為公共的參考節(jié)點(diǎn)。
[0003]但是在某些時(shí)候，共享一個(gè)阱不大可行。如果高壓電路間沒(méi)有被適當(dāng)?shù)乇舜烁綦x，可能發(fā)生某些寄生器件(如少子注入)的相互干擾。這將導(dǎo)致低效參數(shù)故障，甚至可能破壞鎖定。
[0004]在某些情況下，高壓浮電路被彼此隔離，以消除鄰近電路間的相互干擾。但這些阱之間的相對(duì)電勢(shì)需要彼此相互跟隨。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問(wèn)題，提出一種改進(jìn)的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
[0006]根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括:P型襯底；形成在所述P型襯底上的第一 N型阱、第二 N型阱和第三N型阱；形成在所述P型襯底上具有第一寬度的第一 P型阱，所述第一 P型阱形成在第一 N型阱和第二 N型阱之間，所述第一寬度取決于第一 N型阱和第二 N型阱間的穿通電壓；形成在所述P型襯底上具有第二寬度的第二 P型阱，所述第二 P型阱形成在第二 N型阱和第三N型阱之間，所述第二寬度取決于第二 N型阱和第三N型阱間的穿通電壓。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中每個(gè)N型阱經(jīng)由N型掩埋層耦接至所述P型襯
。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中所述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還包括:形成在第一N型阱上但不與第一 N型阱直接連接的第一高板多晶硅電阻；形成在第二 N型阱上但不與第二 N型阱直接連接的第二高板多晶硅電阻；以及形成在第三N型阱上但不與第三N型阱直接連接的第三高板多晶硅電阻。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中所述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還包括:鄰近第一 N型阱的N型漂移區(qū)；附著于所述N型漂移區(qū)的N型阱；以及一系列設(shè)置在第一 N型阱和漂移區(qū)的邊沿的重?fù)诫sN型區(qū)、接觸點(diǎn)以及第一金屬層。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中所述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還包括:形成在第一N型阱內(nèi)的第三P型阱和第四N型阱。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中所述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還包括:與第一 N型阱和第二 N型阱接觸的金屬層，以形成第一肖特基二極管和第二肖特基二極管。[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中第三N型阱被第二 N型阱環(huán)繞。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中第二 N型阱和第三N型阱形成在第一 N型阱內(nèi)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中所述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還包括:形成在第二N型阱上的焊盤(pán)入口。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中所述第一 P型阱具有耦接至第一肖特基二極管陽(yáng)極和第二肖特基二極管陽(yáng)極的的重?fù)诫sP型區(qū)。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型各方面的上述高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高壓電路間的阱間隔離和各高壓阱間的電壓跟蹤。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)100的剖面圖；
[0018]圖2示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)200的剖面圖；
[0019]圖3示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖1和圖2所示高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中阱間耗盡層的夾斷效應(yīng)圖；
[0020]圖4示意性地示出了用高板多晶硅電阻來(lái)檢測(cè)未知電壓源的電壓檢測(cè)電路圖；
[0021]圖5示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖1所示高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0022]圖6示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的圖1所示高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0023]圖7示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的圖1所示高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0024]圖8A示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的形成在P型襯底上的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0025]圖8B示意性地示出了圖8A所示電路的等效電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0027]在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱(chēng)元件“耦接到”或“連接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱(chēng)元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0028]本實(shí)用新型公開(kāi)了高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。高壓電路的N型阱之間通過(guò)P型阱隔離，且各阱之間的電勢(shì)相互跟隨；肖特基二極管被采用，以短接可能成為載流子注入源的PN結(jié)。此外P型阱和P型襯底之間通過(guò)合并的耗盡區(qū)被隔離。
[0029]圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)100的剖面圖。在圖1所示實(shí)施例中，高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)100包括:P型襯底(P-SUb);形成在P型襯底上的一系列N型阱(如N-tubl至N-tub3);形成在P型襯底上的位于兩個(gè)靠近的N型阱之間的至少一個(gè)P型阱(如P-tubl、P-tub2)。
[0030]圖2示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)200的剖面圖。圖2所示高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)200與圖1所示高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)100相似，與圖1所不聞壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)100不同的是，圖2所不聞壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)200還包括一系列高板多晶娃電阻(high sheet poly resistor) 101-103,其中每個(gè)高板多晶娃電阻形成在每個(gè)N型阱上，且每個(gè)高板多晶硅電阻不與相應(yīng)的N型阱直接連接。
[0031]在圖2所示實(shí)施例中，為闡述更清晰，圖2示出了 3個(gè)N型阱和3個(gè)高板多晶硅電阻。但高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)200可包括任意個(gè)數(shù)的N型阱和任意個(gè)高板多晶硅電阻。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，高板多晶硅電阻的阻抗大約為IOOkQ。
[0033]在圖2所示實(shí)施例中，第二 N型阱N_tub2耦接至外部電壓源VIN。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，外部電壓源Vin的電壓水平為700V。也就是說(shuō)，第二 N型阱N-tub2的電壓水平為700V。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)N型阱的電壓差為20V，且電壓等級(jí)從耦接至外部電壓源的N型阱開(kāi)始下降。也就是說(shuō)，電壓等級(jí)從第二 N型阱N-tub2開(kāi)始下降，如第二 N型阱N-tub2的電壓為700V，第一 N型阱N-tubl和第三N型阱N_tub3的電壓均為680V。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)N型阱均經(jīng)由N型掩埋層(NBL1?NBL3)耦接至P型襯底P-sub,以降低阻抗，從而避免放置在N型阱N-tub和P型襯底P_sub之上的P型結(jié)構(gòu)(P型注入或P型擴(kuò)散形成的結(jié)構(gòu))之間的穿通擊穿。此外，N型掩埋層可進(jìn)一步提供P型阱P-tub和P型襯底P-sub之間的垂直電壓隔離。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)N型阱N-tub里面可不包含任何電路或者器件。在其他實(shí)施例中，N型阱N-tub可能包含電路或者器件。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，P型阱用來(lái)隔開(kāi)兩個(gè)浮著的N型阱。P型阱具有最小寬度和最大寬度。所述最小寬度和最大寬度由所需的穿通電壓決定，并可由兩個(gè)背靠背的齊納二極管106和107來(lái)表示，如圖1和圖2虛線所示。也就是說(shuō)，第一 P型阱P-tubl具有由第一 N型阱N-tubl和第二 N型阱N-tub2兩者的穿通電壓要求決定的第一寬度；第二 P型阱P_tub2具有由第二 N型阱N-tub2和第三N型阱N-tub3兩者的穿通電壓要求決定的第二寬度。
[0039]在實(shí)際操作中，穿通電壓隨著工藝誤差而有所變化。表I示出在給定N型阱和P型阱的摻雜條件和特定工藝下，P型阱的寬度(即相鄰兩個(gè)N型阱的間隔距離)和兩個(gè)相鄰N型阱的穿通電壓。如表I所示，P型阱的寬度越寬，兩個(gè)相鄰N型阱的穿通電壓越高。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: P型襯底； 形成在所述P型襯底上的第一 N型阱、第二 N型阱和第三N型阱； 形成在所述P型襯底上具有第一寬度的第一 P型阱，所述第一 P型阱形成在第一 N型阱和第二 N型阱之間，所述第一寬度取決于第一 N型阱和第二 N型阱間的穿通電壓； 形成在所述P型襯底上具有第二寬度的第二 P型阱，所述第二 P型阱形成在第二 N型阱和第三N型阱之間，所述第二寬度取決于第二 N型阱和第三N型阱間的穿通電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中每個(gè)N型阱經(jīng)由N型掩埋層耦接至所述P型襯底。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括: 形成在第一 N型講上但不與第一 N型講直接連接的第一高板多晶娃電阻； 形成在第二 N型阱上但不與第二 N型阱直接連接的第二高板多晶硅電阻；以及 形成在第三N型阱上但不與第三N型阱直接連接的第三高板多晶硅電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括: 鄰近第一 N型阱的N型漂移區(qū)； 附著于所述N型漂移區(qū)的N型阱；以及 一系列設(shè)置在第一 N型阱和漂移區(qū)的邊沿的重?fù)诫sN型區(qū)、接觸點(diǎn)以及第一金屬層。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括: 形成在第一 N型阱內(nèi)的第三P型阱和第四N型阱。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括: 與第一 N型阱和第二 N型阱接觸的金屬層，以形成第一肖特基二極管和第二肖特基二極管。
7.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中第三N型阱被第二N型阱環(huán)繞。
8.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中第二N型阱和第三N型阱形成在第一 N型阱內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括: 形成在第二 N型阱上的焊盤(pán)入口。
10.如權(quán)利要求1所述的高壓電路版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述第一P型阱具有耦接至第一肖特基二極管陽(yáng)極和第二肖特基二極管陽(yáng)極的的重?fù)诫sP型區(qū)。
【文檔編號(hào)】H01L27/02GK203721722SQ201320867751
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】約瑟夫俄依恩扎 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司