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      集成齊納二極管的場效應(yīng)晶體管的制作方法

      文檔序號(hào):10571458閱讀:565來源:國知局
      集成齊納二極管的場效應(yīng)晶體管的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明涉及一種集成齊納二極管的場效應(yīng)晶體管。在相同的P-型半導(dǎo)體襯底中通過多個(gè)摻雜區(qū)整體制成一個(gè)或多個(gè)齊納二極管和一個(gè)場效應(yīng)晶體管,被穿通阻擋區(qū)隔開,具有與一個(gè)或多個(gè)齊納二極管串聯(lián)的漏極。N-型區(qū)形成在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方。
      【專利說明】
      集成齊納二極管的場效應(yīng)晶體管
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0001]本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體器件,更確切地說,是關(guān)于集成齊納二極管的半導(dǎo)體功率器件及其制備方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]圖4表示啟動(dòng)電路,用于在整流交流信號(hào)中檢測上電和掉電。該電路包括一個(gè)常開型晶體管(例如JFET),串聯(lián)到齊納二極管ZDl上。齊納二極管允許電流正向流動(dòng),與傳統(tǒng)二極管的方式相同,但是當(dāng)電壓高于特定值(即所謂的齊納電壓時(shí))也允許電流反向流動(dòng)。
      [0003]圖4所示的啟動(dòng)電路用于檢測漏極處的輸入電壓,從而產(chǎn)生檢測信號(hào)。在該電壓探測器中,齊納二極管ZDl具有一個(gè)陰極,其連接到接收輸入電壓的端,結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)的漏極作為輸入端連接到齊納二極管ZDl的陽極,源極作為輸出端,柵極作為控制端,電阻器Rgs連接在JFET的源極和柵極之間,開關(guān)M2連接在JFET的柵極和接地端之間,并且由來自JFET控制塊的控制信號(hào)控制。當(dāng)開關(guān)M2斷開時(shí),電壓探測器不會(huì)探測輸入端的輸入電壓。當(dāng)開關(guān)M2接通時(shí),如果探測端的輸入電壓高于齊納二極管ZDl的擊穿電壓的話,JFET工作,產(chǎn)生電流Id,穿過JFET,從漏極流向源極。由于開關(guān)接通,JFET的柵極接地,因此電流Id將流經(jīng)電阻器Rgs,以增大JFET的源柵電壓,即JFET的柵源電壓降低。JFET的柵源電壓VGS將等于JFET的夾斷電壓,因此電阻器Rgs上的電壓降將等于夾斷電壓。
      [0004]當(dāng)開關(guān)M2接通時(shí),如果輸入電壓低于齊納二極管的擊穿電壓,那么將沒有電流Id流經(jīng)JFET,并且由于JFET的柵極接地,因此JFET的源極和柵極處于相同的電勢(shì),也就是說電阻器Rgs上的電壓降為零。由于JFET的漏電流幾乎為零,因此當(dāng)探測輸入電壓Vin時(shí),電壓探測器幾乎沒有功率損耗。
      [0005]如上所述,依據(jù)電阻器Rgs上的電壓降,電壓探測器可以決定輸入電壓Vin高于或低于齊納二極管ZDl的擊穿電壓,以致于探測信號(hào)可以來自電阻器Rgs上的電壓降。如果JFET通過開關(guān)M2接地,那么JFET的源極電壓可以直接用作探測信號(hào)。在該電壓探測器中,齊納二極管ZDl的擊穿電壓用作探測的參考電壓,可通過選擇或調(diào)節(jié)齊納二極管ZDl的擊穿電壓,或者增加串聯(lián)更多的齊納二極管來改變參考電壓。
      [0006]正是在這樣的背景下,提出了本發(fā)明的技術(shù)方案以及實(shí)施例。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0007]本發(fā)明的目的在于提出一種集成齊納二極管的場效應(yīng)晶體管,以改善現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題。
      [0008]本發(fā)明的一個(gè)方面在于提出一種器件,包括:一個(gè)或多個(gè)齊納二極管;一個(gè)場效應(yīng)晶體管,具有一個(gè)漏極,該漏極與所述的一個(gè)或多個(gè)齊納二極管串聯(lián);其中所述的一個(gè)或多個(gè)齊納二極管和場效應(yīng)晶體管,是在相同的P-型半導(dǎo)體襯底中通過多個(gè)摻雜區(qū)制成的,并且被一個(gè)穿通阻擋區(qū)隔開;以及一個(gè)第一N-型區(qū),形成在所述的一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方。
      [0009]優(yōu)選的,其中半導(dǎo)體襯底包括一個(gè)形成在P-型襯底上的P-型外延層。
      [0010]優(yōu)選的,其中一個(gè)或多個(gè)齊納二極管包括一個(gè)形成在外延層中的N-型區(qū),以及一個(gè)形成在N-型區(qū)附近且位于外延層中的P-型區(qū)。
      [0011]優(yōu)選的,其中形成在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方的N-型區(qū),是一個(gè)形成在P-型襯底和P-型外延層之間的N-型掩埋層。
      [0012]優(yōu)選的,其中一個(gè)或多個(gè)二極管包括一個(gè)形成在襯底中的N-型區(qū),以及一個(gè)形成在N-型區(qū)附近且位于襯底層中的P-型區(qū)。
      [0013]優(yōu)選的,還包括一個(gè)形成在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管和場效應(yīng)晶體管之間的N-型區(qū)上方的半導(dǎo)體襯底中的隔離結(jié)構(gòu)。
      [0014]優(yōu)選的,其中隔離結(jié)構(gòu)包括一個(gè)N-型阱和一個(gè)形成在N-型阱上方的高壓N-阱,其中高壓N-阱比N-型阱具有更重的N-型摻雜。
      [0015]優(yōu)選的,其中一個(gè)或多個(gè)齊納二極管包括相互串聯(lián)的第一齊納二極管和第二齊納二極管。
      [0016]優(yōu)選的,其中每個(gè)第一齊納二極管和第二齊納二極管均包括一個(gè)形成在外延層中的N-型區(qū),以及一個(gè)形成在N-型區(qū)附近且位于外延層中的P-型區(qū)。
      [0017]優(yōu)選的,還包括第一隔離結(jié)構(gòu),形成在第一齊納二極管、第二齊納二極管與場效應(yīng)晶體管之間的第一N-型區(qū)上方的半導(dǎo)體襯底中,以及第二隔離結(jié)構(gòu),形成在第一齊納二極管與第二齊納二極管之間的第一 N-型區(qū)上方的半導(dǎo)體襯底中。
      [0018]優(yōu)選的,其中多個(gè)摻雜區(qū)包括多個(gè)中心區(qū)域,一個(gè)或多個(gè)齊納二極管的陰極位于多個(gè)中心區(qū)域的中心處。
      [0019]優(yōu)選的,其中多個(gè)摻雜區(qū)包括一個(gè)最外面的區(qū)域,該最外面的區(qū)域?yàn)閳鲂?yīng)晶體管的源極。
      [0020]優(yōu)選的,其中場效應(yīng)晶體管為耗盡型晶體管。
      [0021]優(yōu)選的,其中場效應(yīng)晶體管為結(jié)型場效應(yīng)晶體管。
      [0022]優(yōu)選的,還包括第二N-型區(qū),形成在場效應(yīng)晶體管下方的襯底中,其中第一N-型區(qū)和第二 N-型區(qū)被穿通阻擋區(qū)隔開。
      [0023]本發(fā)明的另一個(gè)方面在于提出一種用于制備器件的方法,包括:制備一個(gè)場效應(yīng)晶體管,其具有一個(gè)漏極,該漏極與一個(gè)或多個(gè)齊納二極管串聯(lián);一個(gè)或多個(gè)齊納二極管和場效應(yīng)晶體管,是在相同的P-型半導(dǎo)體襯底中通過多個(gè)摻雜區(qū)制成的,并且被一個(gè)穿通阻擋區(qū)隔開;制備一個(gè)形成在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方的第一 N-型區(qū)。
      [0024]優(yōu)選的,還包括制備一個(gè)形成在場效應(yīng)晶體管下方襯底中的第二個(gè)N-型區(qū),其中第一 N-型區(qū)和第二 N-型區(qū)被穿通阻擋區(qū)隔開。
      [0025]閱讀以下詳細(xì)說明的實(shí)施例并參照各種附圖,本發(fā)明的這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,無疑將顯而易見。
      【附圖說明】
      [0026]圖1A表示依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,為含有耗盡型金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)和齊納二極管的器件的示意圖;
      圖1B表示依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,將齊納二極管與耗盡型金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)集成在一起的器件的部分剖面圖;
      圖1C表示依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,為含有結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)和齊納二極管的器件的示意圖;
      圖1D表示依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,將齊納二極管與結(jié)型場效應(yīng)晶體管集成在一起的器件的部分剖面圖;
      圖2A表示依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例,為含有晶體管和齊納二極管的器件的示意圖;圖2B表示依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例,將齊納二極管與晶體管集成在一起的器件的部分剖面圖;
      圖3A?3C為圖1所示器件的俯視圖;
      圖4表不一種傳統(tǒng)的啟動(dòng)電路。
      【具體實(shí)施方式】
      [0027]在以下詳細(xì)說明中,參照附圖,表示本發(fā)明可以實(shí)施的典型實(shí)施例。就這一點(diǎn)而言,根據(jù)圖中所示方向,使用“頂部”、“底部”、“正面”、“背面”、“向前”、“向后”等方向術(shù)語。由于本發(fā)明實(shí)施例的零部件,可以位于各種不同方向上,因此所用的方向術(shù)語僅用于解釋說明,不用于局限。應(yīng)明確,無需偏離本發(fā)明的范圍,就能實(shí)現(xiàn)其他實(shí)施例,做出結(jié)構(gòu)或邏輯上的變化。因此,以下詳細(xì)說明不用于局限,本發(fā)明的范圍應(yīng)由權(quán)利要求書限定。
      [0028]簡介
      近年來,在一個(gè)單獨(dú)芯片上多種功能的組合,智能功率技術(shù)已獲得越來越多的重視。啟用微型系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括功率晶體管的診斷和保護(hù)功能,從而提高了功率驅(qū)動(dòng)器用于不同應(yīng)用的耐用性和可靠性。
      [0029]本發(fā)明的各個(gè)方面涉及具有耗盡型晶體管與一個(gè)或多個(gè)齊納二極管集成在一個(gè)單獨(dú)芯片上的器件,例如用于啟動(dòng)電路。
      [0030]器件結(jié)構(gòu)
      除非另有說明,否則附圖是不按比例的。
      [0031]圖4所示類型的傳統(tǒng)啟動(dòng)電路使用多個(gè)零部件。依據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面,齊納二極管和耗盡型MOSFET或FJET可以集成在一個(gè)芯片上。
      [0032]圖1A表示依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,含有帶晶體管的齊納二極管器件的示意圖。器件100包括一個(gè)齊納二極管110和一個(gè)常開型場效應(yīng)晶體管130,提供相對(duì)于輸入電壓(例如漏極電壓)的穩(wěn)定電流。如圖1A所示,齊納二極管110的陽極連接到晶體管130的漏極。晶體管130可以是耗盡型晶體管,也就是常開型器件,可以通過柵極電勢(shì)增大或降低漏極電流。通過柵極和源極電勢(shì)中的任意一個(gè)或兩者兼具,切斷漏極電流。作為示例,但不作為局限,晶體管130可以選擇結(jié)型柵極場效應(yīng)晶體管(JFET)。齊納二極管110的齊納電壓用于控制輸入到晶體管130的電壓。當(dāng)輸入電壓低于齊納二極管110的擊穿電壓時(shí),晶體管130失效,沒有電流流經(jīng)它。當(dāng)輸入電壓高于擊穿電壓時(shí),晶體管130傳導(dǎo)電流。雖然圖1A只顯示了一個(gè)齊納二極管110連接到晶體管130上,但是要注意的是可以串聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)齊納二極管,如圖2A所示,以便增大齊納電壓,作為耗盡電壓或啟動(dòng)電壓,以便接通所連的晶體管130。
      [0033]圖1B表示依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在一個(gè)單獨(dú)芯片上,將齊納二極管與晶體管集成在一起的器件的部分剖面圖。器件100包括一個(gè)第一導(dǎo)電類型的襯底102(例如P襯底)。襯底102可以摻雜P-型摻雜物,例如硼。在P-型襯底102上方,制備一個(gè)第一導(dǎo)電類型的(可選)外延層104(例如P型外延層)。在一個(gè)示例中,外延層104可以通過本領(lǐng)域中眾所周知的外延生長工藝制備。襯底102和外延層104為輕摻雜。在一些實(shí)施例中,它們的摻雜濃度范圍為11Vcm3至11Vcm3左右。外延層104的厚度范圍為2微米至10微米左右。
      [0034]齊納二極管110和耗盡型晶體管130形成在P-型襯底102上方的P-型外延層104中。相對(duì)于齊納二極管110來說,N-型阱112和P-型阱122可以在P-型外延層104中。N+區(qū)114作為二極管的陰極,包圍著N-型阱112中。P+區(qū)124作為二極管的陽極,包圍著P-型阱122的P-型本體區(qū)126中。這些區(qū)域都可以通過本領(lǐng)域中眾所周知的離子注入工藝制成。N-型阱112和P-型阱122的摻雜濃度,決定了齊納二極管110的開啟電壓。N+區(qū)114的重?fù)诫s程度高于N-型阱112』-型阱112和P-型阱122之間的微小裂縫(例如零點(diǎn)幾微米至幾微米)會(huì)使擊穿電壓增大。在一些實(shí)施例中,N+區(qū)114的摻雜濃度范圍為11Vcm3至12Vcm3左右,N-型阱112的摻雜濃度約為11Vcm3至11Vcm3左右。另外,P+區(qū)124的重?fù)诫s程度高于P-型本體區(qū)126和P-型阱122 J+區(qū)幾乎飽和。在一些實(shí)施例中,P+區(qū)124的摻雜濃度范圍為11Vcm3至12Vcm3左右。P-型本體區(qū)126和P-型阱122的摻雜濃度約為11Vcm3至11Vcm3左右。
      [0035]相對(duì)于晶體管130來說,P-型阱132作為晶體管130的本體,位于P-型外延層104中。P+本體傳感和N+源極區(qū)形成在本體132中。P+本體傳感的摻雜濃度范圍為1019/cm3至102()/cm3左右,N+源極的摻雜濃度范圍為11Vcm3至12Vcm3左右。P-型阱132的重?fù)诫s程度高于P-型襯底102。多晶硅層134作為晶體管130的柵極,位于P-型外延層104的頂面上方。柵極134通過柵極絕緣層(例如氧化物)與外延層104電絕緣。另外,該器件包括場氧化物(圖中沒有表示出),例如按照慣例,對(duì)于柵極和N+/P+注入?yún)^(qū)來說在有源區(qū)上方。為了表示清楚和簡便,已略去場氧化物的區(qū)域。然而,含有場氧化物的器件在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
      [0036]高壓N-型阱(HVNW)138位于P-型外延層104中,提供漏極延伸區(qū)。輕摻雜的HVNW138的摻雜濃度范圍為11Vcm3至11Vcm3左右。耗盡型注入層135位于柵極下方以及部分P-阱132和HVNW 138上方。耗盡層135使MOSFET 130成為一個(gè)常開型器件。通過控制相對(duì)于本體電勢(shì)的柵極或源極電勢(shì),可以關(guān)閉導(dǎo)通狀態(tài)。重?fù)诫sN+區(qū)136包圍著HVNW 138中,作為晶體管130的漏極。
      [0037]另外,含有穿通阻擋區(qū)152的結(jié)型區(qū)150位于二極管110和晶體管130之間。穿通阻擋區(qū)主要是襯底102和外延層104的區(qū)域,該區(qū)域的P-型重?fù)诫s程度小于P-阱122和P+區(qū)124、126。在結(jié)型區(qū)150的邊緣處,提供隔離結(jié)構(gòu)??梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)穿通阻擋區(qū)152的寬度來改變器件的穿通電壓。穿通電壓最好大于齊納二極管110的開啟電壓。如果穿通電壓“低于”齊納擊穿電壓,齊納二極管110會(huì)在擊穿前將電流傳導(dǎo)至晶體管130。這會(huì)使齊納不起作用。
      [0038]依據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面,為了將齊納二極管110和晶體管130集成在同一個(gè)襯底器件中,包括配置一個(gè)隔離結(jié)構(gòu),作為齊納二極管的陽極和襯底102之間的穿通阻擋區(qū)。隔離結(jié)構(gòu)包括N-型掩埋層(NBU106、在NBL 106上方的N-型阱108,以及在N-型阱108上方的高壓N-阱(HVNW) 109。HVNW 109的摻雜濃度范圍為11Vcm3至11Vcm3左右。NBL 106形成在P-型襯底102和P-型外延層104之間。NBL 106終止了從P-阱122或P-本體區(qū)126到P-型襯底102的穿通。如圖1B所示,NBL 106形成在二極管區(qū)域和結(jié)型區(qū)150的邊緣中,以弛豫電場。類似的N-阱108和(可選)NBL 137形成在摻雜區(qū)136下方,作為晶體管130的漏極。如果晶體管130邊緣的電場不是必須弛豫的話,那么可以省去NBL 137。
      [0039]對(duì)于極高壓(例如大于500V)器件來說,NBL 137有助于弛豫場,但是較低壓的器件則不需要。
      [0040]此外,器件100包括第一和第二金屬場板160和170,用于電連接和屏蔽。按照慣例,場板160、170可以通過一個(gè)或多個(gè)絕緣層(例如氧化層),與不需要相互電接觸的以及器件的其余部分電絕緣。
      [0041 ]圖1C和圖1D表示一個(gè)示例,其中齊納二極管110與JFET 180集成在相同的襯底上。在圖1D所示的示例中JFET 180為N-通道JFET。然而,本發(fā)明的各個(gè)方面并不局限于這種配置,圖1D中的齊納二極管110具有與圖1B所示的齊納二極管110相同的襯底。JFET 180包括底部柵極181、源極182、浮動(dòng)頂部柵極183以及作為延伸漏極184的高壓N-阱(HVNW)。底部柵極181包括一個(gè)P+區(qū),位于器件外邊緣處的P-阱內(nèi)。底部柵極181電連接到地電壓,如圖1C所示。源極182形成在外延層104中,從底部柵極181和頂部柵極183之間的N-講內(nèi)的N+區(qū)開始。源極182電連接到頂部金屬層170作為源極電極和場板的那部分。頂部柵極183包括一個(gè)P+區(qū),位于次重?fù)诫s的P-阱內(nèi),次重?fù)诫s的P-阱形成在作為頂部柵極電極的那部分金屬層160下方的HVNW 184中。柵極電壓可以通過電連接(圖中沒有表示出),加載至頂部柵極183。當(dāng)柵極電壓加載至頂部柵極時(shí),N-通道185形成在頂部柵極183下方的HVNW 184中。通過與圖1B所示類似的結(jié)構(gòu),JFET 180與齊納二極管隔離。
      [0042]類似的N-阱108和(可選的)NBL 187形成在作為JFET 180漏極接頭的摻雜區(qū)186下方。如果晶體管180邊緣處的電場不是必須弛豫的話,可以省去NBL 187。漏極接頭186可以通過一部分底部金屬層160,連接到齊納二極管110的陽極124。
      [0043]如上所述,圖2B表示依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,將兩個(gè)齊納二極管110、IlOA與晶體管集成在一起的一部分器件。與圖1B類似。圖1B和圖2B的共同元件用相同或類似的參考數(shù)字表示。除了齊納二極管110之外,圖2B所示器件包括帶有耗盡型晶體管130的第二個(gè)二極管110A。由于帶有圖1B所示的器件,齊納二極管110U10A和晶體管130形成在P-型襯底102上方的P-型外延層104中。相對(duì)于圖1A來說,可以按照上述方式,配置齊納二極管110。與之類似,第二個(gè)齊納二極管IlOA包括形成在P-型外延層104中的N-型阱112A和P-型阱122A。N+區(qū)114A作為二極管I1A的陰極,P+區(qū)124A作為二極管I1A的陽極,N+區(qū)114A和P+區(qū)124A包圍在P-型阱122A中的P-型阱區(qū)126A中。這些區(qū)域可以通過本領(lǐng)域中眾所周知的離子注入工藝制成,相對(duì)于圖1A中相應(yīng)的區(qū)域來說,摻雜濃度在上述范圍內(nèi)。齊納二極管110的陽極124可以連接到第二個(gè)齊納二極管110的陰極114A,例如通過金屬結(jié)構(gòu)161,可以是與場板160相同金屬層的一部分。二極管110、110A可以通過具有N-型掩埋層(NBL)106的隔離結(jié)構(gòu)隔開,在二極管和獨(dú)立的隔離結(jié)構(gòu)下方,含有N-型區(qū)108、108A,在NBL 106上方,以及HVNW 109、109A,在N-型阱上方。由于通過圖1B所示器件,NBL 106形成在P-型襯底102和P-型外延層104之間。N-型阱108A和HVNW 109A形成在兩個(gè)二極管110、I1A之間,另一個(gè)N-型阱108和HVNW 109形成在第二個(gè)二極管I1A和晶體管130之間。
      [0044]要注意的是,可以類似地修改圖1D所示的器件,按照與圖2B所示的方式,引入兩個(gè)齊納二極管。
      [0045]圖3A-3C表示依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,為圖1B所示器件的俯視圖。圖3A為圖1B所示器件的俯視圖,表示P-型外延層104和柵極134中的結(jié)構(gòu)。圖3B為圖1B所示器件的俯視圖,表示金屬場板160和170。圖3C為圖1B所示器件的俯視圖,表示NBL 106和P-外延104。從這些附圖中可見,圖1B中的器件在齊納二極管110的陰極114周圍循環(huán)對(duì)稱,陰極114連接到漏極電勢(shì)。器件的其他區(qū)域形成在同心環(huán)中,陰極114位于中心處。圖1C和圖2B所示器件類似地圓形對(duì)稱。雖然此處表示的是圓形對(duì)稱器件,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)使用其他類型的對(duì)稱。
      [0046]上述類型的器件可以通過耗盡型器件或結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)制備,含有與一個(gè)或多個(gè)齊納二極管串聯(lián)的漏極,通過制備多個(gè)所示類型的摻雜區(qū),在相同的P-型半導(dǎo)體襯底中,被穿通阻擋區(qū)域隔開。關(guān)鍵步驟是在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方的襯底中制備第一N-型區(qū)106,以及在耗盡型器件或JFET 130下方的襯底中制備(可選的)第二N-型區(qū)137,第一和第二 N-型區(qū)被穿通阻擋區(qū)152隔開。根據(jù)所用的摻雜技術(shù),各種摻雜區(qū)可以任意合適的順序制備。例如,使用高能注入,在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管110、110A下方制備掩埋N-型區(qū)106、137。還可選擇,在它們上方制備摻雜區(qū)之前,制備N-型區(qū)域106、137。在這種情況下,掩埋N-型區(qū)可以直接位于P-型襯底102中,可以省去外延層104。在這種配置中,上述形成在外延層104中的摻雜區(qū)可以直接形成在襯底102中。還可選擇,在制備外延層104之前,通過更多的傳統(tǒng)注入,在襯底102中制備N-型區(qū)。然后可以通過加熱工藝,使摻雜物垂直擴(kuò)散到外延層中。
      [0047]雖然上述示例是關(guān)于形成在P-型襯底上的器件,但是本發(fā)明的各個(gè)方面也包括P-型和N-型轉(zhuǎn)換后的配置。
      [0048]因此,本發(fā)明的范圍不應(yīng)局限于以上說明,而應(yīng)由權(quán)利要求書及其全部等效內(nèi)容決定。本方法中所述步驟的順序并不用于局限進(jìn)行相關(guān)步驟的特定順序的要求。任何可選件(無論首選與否),都可與其他任何可選件(無論首選與否)組合。在權(quán)利要求中,除非特別聲明,否則不定冠詞“一個(gè)”或“一種”都指下文內(nèi)容中的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目的數(shù)量。除非在指定的權(quán)利要求中用“意思是”特別指出,否則所附的權(quán)利要求書應(yīng)認(rèn)為是包括意義及功能的限制。雖然特定的工藝步驟可能以一定順序出現(xiàn)在權(quán)利要求書中,但是除非權(quán)利要求書中指明一定的順序,否則無需按特定順序進(jìn)行步驟。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種器件,其特征在于,包括: 一個(gè)或多個(gè)齊納二極管;以及 一個(gè)場效應(yīng)晶體管,具有一個(gè)漏極,該漏極與所述的一個(gè)或多個(gè)齊納二極管串聯(lián); 其中所述的一個(gè)或多個(gè)齊納二極管和場效應(yīng)晶體管,是在相同的P-型半導(dǎo)體襯底中通過多個(gè)摻雜區(qū)制成的,并且被一個(gè)穿通阻擋區(qū)隔開;以及 一個(gè)第一N-型區(qū),形成在所述的一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,其中半導(dǎo)體襯底包括一個(gè)形成在P-型襯底上的P-型外延層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件,其特征在于,其中一個(gè)或多個(gè)齊納二極管包括一個(gè)形成在外延層中的N-型區(qū),以及一個(gè)形成在N-型區(qū)附近且位于外延層中的P-型區(qū)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件,其特征在于,其中形成在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方的N-型區(qū),是一個(gè)形成在P-型襯底和P-型外延層之間的N-型掩埋層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,其中一個(gè)或多個(gè)二極管包括一個(gè)形成在襯底中的N-型區(qū),以及一個(gè)形成在N-型區(qū)附近且位于襯底層中的P-型區(qū)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,還包括一個(gè)形成在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管和場效應(yīng)晶體管之間的N-型區(qū)上方的半導(dǎo)體襯底中的隔離結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的器件,其特征在于,其中隔離結(jié)構(gòu)包括一個(gè)N-型阱和一個(gè)形成在N-型阱上方的高壓N-阱,其中高壓N-阱比N-型阱具有更重的N-型摻雜。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,其中一個(gè)或多個(gè)齊納二極管包括相互串聯(lián)的第一齊納二極管和第二齊納二極管。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件,其特征在于,其中每個(gè)第一齊納二極管和第二齊納二極管均包括一個(gè)形成在外延層中的N-型區(qū),以及一個(gè)形成在N-型區(qū)附近且位于外延層中的P-型區(qū)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件,其特征在于,還包括第一隔離結(jié)構(gòu),形成在第一齊納二極管、第二齊納二極管與場效應(yīng)晶體管之間的第一N-型區(qū)上方的半導(dǎo)體襯底中,以及第二隔離結(jié)構(gòu),形成在第一齊納二極管與第二齊納二極管之間的第一 N-型區(qū)上方的半導(dǎo)體襯底中。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,其中多個(gè)摻雜區(qū)包括多個(gè)中心區(qū)域,一個(gè)或多個(gè)齊納二極管的陰極位于多個(gè)中心區(qū)域的中心處。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的器件,其特征在于,其中多個(gè)摻雜區(qū)包括一個(gè)最外面的區(qū)域,該最外面的區(qū)域?yàn)閳鲂?yīng)晶體管的源極。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,其中場效應(yīng)晶體管為耗盡型晶體管。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,其中場效應(yīng)晶體管為結(jié)型場效應(yīng)晶體管。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其特征在于,還包括第二N-型區(qū),形成在場效應(yīng)晶體管下方的襯底中,其中第一N-型區(qū)和第二N-型區(qū)被穿通阻擋區(qū)隔開。16.一種用于制備器件的方法,其特征在于,該方法包括: 制備一個(gè)場效應(yīng)晶體管,其具有一個(gè)漏極,該漏極與一個(gè)或多個(gè)齊納二極管串聯(lián);一個(gè)或多個(gè)齊納二極管和場效應(yīng)晶體管,是在相同的P-型半導(dǎo)體襯底中通過多個(gè)摻雜區(qū)制成的,并且被一個(gè)穿通阻擋區(qū)隔開; 制備一個(gè)形成在一個(gè)或多個(gè)齊納二極管下方的第一N-型區(qū)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其特征在于,還包括制備一個(gè)形成在場效應(yīng)晶體管下方襯底中的第二個(gè)N-型區(qū),其中第一N-型區(qū)和第二N-型區(qū)被穿通阻擋區(qū)隔開。
      【文檔編號(hào)】H01L29/866GK105932022SQ201610071920
      【公開日】2016年9月7日
      【申請(qǐng)日】2016年2月2日
      【發(fā)明人】秀明土子
      【申請(qǐng)人】萬國半導(dǎo)體股份有限公司
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