專利名稱：平面高壓晶體管的分壓環(huán)的制造方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面高壓晶體管的耐壓技術(shù)，尤其涉及平面高壓晶體管的分壓環(huán)設(shè)計 技術(shù)。
背景技術(shù)：
平面高壓晶體管的終端PN結(jié)彎曲通常會引起電場集中，導(dǎo)致平面高壓晶體管的 擊穿耐壓大大低于理論值，在平面高壓晶體管中常采用分壓環(huán)降低表面電場強(qiáng)度，提高擊 穿耐壓。常規(guī)的平面高壓晶體管的分壓環(huán)與主結(jié)同時形成，其實現(xiàn)步驟如下(1)對平面高壓晶體管的SI02層進(jìn)行光刻、刻蝕，形成主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口，如 圖 1 (a)；(2)對平面高壓晶體管主結(jié)窗口、分壓環(huán)圖形窗口進(jìn)行氧化，如圖1(b)；(3)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)圖形窗口每平方厘米注入1E14 2E15個 硼離子，如圖1(c)；(4)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口進(jìn)行注入退火，形成主結(jié)、分壓環(huán)，如 圖1⑷。上述方法形成的分壓環(huán)結(jié)深、濃度與主結(jié)相同，分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距通常在幾 十微米，例如當(dāng)主結(jié)結(jié)深在15um的平面高壓晶體管，其環(huán)間距一般在60um;當(dāng)主結(jié)結(jié)深在 6um的平面高壓晶體管，其環(huán)間距一般在50um以上。分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距的大小對大尺 寸晶體管的成本影響相對較小，而對小尺寸晶體管的成本影響很大，如尺寸為ImmXlmm的 芯片，其分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距有可能占用芯片總面積的10%，而對于更高電壓的平面高 壓晶體管可能還需要兩個分壓環(huán)或更多個分壓環(huán)，分壓環(huán)所占用的面積將導(dǎo)致芯片成本過 尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供可以降低芯片面積，降低生產(chǎn)成本的平面 高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法。同時本發(fā)明還提供了一種平面高壓晶體管的分壓環(huán)結(jié)構(gòu)。一種平面高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法，平面晶體管的主結(jié)和分壓環(huán)在不同的工 序中形成，包括如下步驟(1)采用擴(kuò)散工藝在N層形成平面高壓晶體管的主結(jié)；(2)對平面高壓晶體管的SI02層進(jìn)行光刻刻蝕，在SI02層形成分壓環(huán)窗口 ；(3)對平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口進(jìn)行氧化；(4)在平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口注入小劑量硼；(5)對平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口進(jìn)行注入退火，形成分壓環(huán)；上述方法中可以根據(jù)產(chǎn)品的耐壓要求，可以形成一個分壓環(huán)，也可以同時形成數(shù)個分壓環(huán)。所述分壓環(huán)每平方厘米注入1E12 1E13個硼離子。另外一種平面高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法，平面晶體管的主結(jié)和分壓環(huán)在不同 的工序中形成，包括如下步驟(1)對平面高壓晶體管的SI02層進(jìn)行光刻刻蝕，形成主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口 ；(2)對平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口予氧化；(3)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口每平方厘米注入1E12 1E13個硼離子；(4)對平面高壓晶體管的主結(jié)窗口進(jìn)行光刻；(5)在平面高壓晶體管的主結(jié)窗口每平方厘米注入1E14 1E15個硼離子；(6)去除平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口和其他區(qū)域的光刻膠；(7)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口進(jìn)行注入退火，形成主結(jié)和分壓環(huán)；上述方法中可以根據(jù)產(chǎn)品的耐壓要求，可以形成一個分壓環(huán)，也可以同時形成數(shù) 個分壓環(huán)。平面高壓晶體管的分壓環(huán)結(jié)構(gòu)，在N層中，包括一個或數(shù)個分壓環(huán)、一個主結(jié)，所 述分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距通常在(8 20) um。進(jìn)一步，所述分壓環(huán)與主結(jié)的間距比主結(jié)結(jié)深大2 10um。進(jìn)一步，所述分壓環(huán)結(jié)深小于主結(jié)結(jié)深的50%，分壓環(huán)的摻雜濃度小于主結(jié)摻雜 濃度的10%。進(jìn)一步，所述分壓環(huán)的個數(shù)根據(jù)產(chǎn)品的耐壓要求決定，當(dāng)分壓環(huán)多于一個時，各分 壓環(huán)之間的間距6um 15um。本發(fā)明提出的平面高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法，其有益效果在于1.采用本方法形成的平面高壓晶體管，分壓環(huán)占用面積小，可以降低平面高壓晶 體管成本，分壓環(huán)雜質(zhì)濃度與外延濃度相近，可以確保在PN結(jié)反向偏壓時分壓環(huán)已耗盡， 分壓環(huán)上的電場比傳統(tǒng)工藝方法形成的分壓環(huán)上的電場強(qiáng)度大很多(常規(guī)分壓環(huán)工藝分 壓環(huán)上的電場強(qiáng)度為零或很小)，同時個分壓環(huán)間距小在保持最大雪崩電場強(qiáng)度E不變的 情況下，極大地提高了分壓環(huán)區(qū)域的平均電場強(qiáng)度，從而改善了平均單位尺寸承受的電壓 大小，最終使平面高壓晶體管在相同電壓下所需分壓環(huán)的尺寸大幅下降，可進(jìn)一步降低了 芯片成本。2.同時分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距大大減少，分壓環(huán)環(huán)寬可以按最小光刻尺寸設(shè)計。


圖1 (a)-l (d)為傳統(tǒng)的平面高壓晶體管的分壓環(huán)形成步驟2 (a)-2(e)為本發(fā)明提出第一種的平面高壓晶體管的分壓環(huán)形成步驟2(f)為第一種的平面高壓晶體管的多個分壓環(huán)示意3(a)_3(g)為本發(fā)明提出另外一種的平面高壓晶體管的分壓環(huán)形成步驟3(h)為另外一種的平面高壓晶體管的多個分壓環(huán)示意圖
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)一步說明。
一種平面高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法，平面晶體管的主結(jié)和分壓環(huán)在不同的工 序中形成，包括如下步驟(1)采用擴(kuò)散工藝在N層形成平面高壓晶體管的主結(jié)，如圖2(a)；(2)對平面高壓晶體管的SI02層進(jìn)行光刻刻蝕，在SI02層形成分壓環(huán)窗口，如圖 2(b)；(3)對平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口進(jìn)行氧化，如圖2(c)；(4)在平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口注入小劑量硼，如圖2(d)；(5)對平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口進(jìn)行注入退火，形成分壓環(huán)，如圖2(e)。上述方法中可以根據(jù)產(chǎn)品的耐壓要求，可以形成一個分壓環(huán)，也可以同時形成數(shù) 個分壓環(huán)，如圖2(f)。所述分壓環(huán)每平方厘米注入1E12 1E13個硼離子。另外一種平面高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法，平面晶體管的主結(jié)和分壓環(huán)在不同 的工序中形成，包括如下步驟(1)對平面高壓晶體管的SI02層進(jìn)行光刻刻蝕，形成主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口，如圖 3(a)；(2)對平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口予氧化，如圖3(b)；(3)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口每平方厘米注入1E12 1E13個硼離 子，如圖3(c)；(4)對平面高壓晶體管的主結(jié)窗口進(jìn)行光刻，如圖3(d)；(5)在平面高壓晶體管的主結(jié)窗口每平方厘米注入1E14 1E15個硼離子，如圖 3(e)；(6)去除平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口和其他區(qū)域的光刻膠，如圖3(f)；(7)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口進(jìn)行注入退火，形成主結(jié)和分壓環(huán)， 如圖3(g)；上述方法中可以根據(jù)產(chǎn)品的耐壓要求，可以形成一個分壓環(huán)，也可以同時形成數(shù) 個分壓環(huán)，如圖3(h)所示。平面高壓晶體管的分壓環(huán)結(jié)構(gòu)，在N層中，包括一個或數(shù)個分壓環(huán)、一個主結(jié)，所 述分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距通常在(8 20) um。進(jìn)一步，所述分壓環(huán)與主結(jié)的間距比主結(jié)結(jié)深大2 10um。進(jìn)一步，所述分壓環(huán)結(jié)深小于主結(jié)結(jié)深的50%，分壓環(huán)的摻雜濃度小于主結(jié)摻雜 濃度的10%。進(jìn)一步，所述分壓環(huán)的個數(shù)根據(jù)產(chǎn)品的耐壓要求決定，當(dāng)分壓環(huán)多于一個時，各分 壓環(huán)之間的間距6um 15um。應(yīng)當(dāng)理解是，上述實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超 出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的非實質(zhì)性的替換或修改的發(fā)明創(chuàng)造均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平面高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法，其特征在于平面晶體管的主結(jié)和分壓環(huán)在 不同的工序中形成。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于包括如下步驟(1)采用擴(kuò)散工藝在N層形成平面高壓晶體管的主結(jié)；(2)對平面高壓晶體管的SI02層進(jìn)行光刻刻蝕，在SI02層形成分壓環(huán)窗口；(3)對平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口進(jìn)行氧化；(4)在平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口注入小劑量硼；(5)對平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口進(jìn)行注入退火，形成分壓環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于可以形成一個分壓環(huán)，也可以同時形成數(shù)個分 壓環(huán)。
4.如權(quán)利要求2所述方法，其特征在于所述分壓環(huán)每平方厘米注入1E12 1E13個硼1 子。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于包括如下步驟(1)對平面高壓晶體管的SI02層進(jìn)行光刻刻蝕，形成主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口；(2)對平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口予氧化；(3)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口每平方厘米注入1E12 1E13個硼離子；(4)對平面高壓晶體管的主結(jié)窗口進(jìn)行光刻；(5)在平面高壓晶體管的主結(jié)窗口每平方厘米注入1E14 1E15個硼離子；(6)去除平面高壓晶體管的分壓環(huán)窗口和其他區(qū)域的光刻膠；(7)平面高壓晶體管的主結(jié)窗口、分壓環(huán)窗口進(jìn)行注入退火，形成主結(jié)和分壓環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于可以形成一個分壓環(huán)，也可以同時形成數(shù)個分 壓環(huán)。
7.平面高壓晶體管的分壓環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于在N層中，包括一個或數(shù)個分壓環(huán)、一個 主結(jié)，所述分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距通常在(8 20)um。
8.如權(quán)利要求7所述平面高壓晶體管的分壓環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述分壓環(huán)與主結(jié)的 間距比主結(jié)結(jié)深大2 10um。
9.如權(quán)利要求8所述平面高壓晶體管的分壓環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述分壓環(huán)結(jié)深小于 主結(jié)結(jié)深的50%，分壓環(huán)的摻雜濃度小于主結(jié)摻雜濃度的10%。
10.如權(quán)利要求7所述平面高壓晶體管的分壓環(huán)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述分壓環(huán)的個數(shù) 根據(jù)產(chǎn)品的耐壓要求決定，當(dāng)分壓環(huán)多于一個時，各分壓環(huán)之間的間距6um 15um。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種平面高壓晶體管的分壓環(huán)制造方法及其結(jié)構(gòu)，其主結(jié)和分壓環(huán)在不同的工序中形成，采用本方法形成的平面高壓晶體管，分壓環(huán)占用面積小，可以降低平面高壓晶體管成本，分壓環(huán)雜質(zhì)濃度與外延濃度相近，可以確保在PN結(jié)反向偏壓時分壓環(huán)已耗盡，分壓環(huán)上的電場比傳統(tǒng)工藝方法形成的分壓環(huán)上的電場強(qiáng)度大很多，同時各分壓環(huán)間距小在保持最大雪崩電場強(qiáng)度E不變的情況下，極大地提高了分壓環(huán)區(qū)域的平均電場強(qiáng)度，從而改善了平均單位尺寸承受的電壓大小，最終使平面高壓晶體管在相同電壓下所需分壓環(huán)的尺寸大幅下降，可進(jìn)一步降低了芯片成本。同時分壓環(huán)與主結(jié)的環(huán)間距大大減少，分壓環(huán)環(huán)寬可以按最小光刻尺寸設(shè)計。
文檔編號H01L21/18GK102074463SQ20101026961
公開日2011年5月25日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者吳貴陽, 崔健, 王平, 王英杰 申請人:杭州士蘭集成電路有限公司