具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，包括：漂移層、漏區(qū)、漏極、P-摻雜區(qū)、第一N+摻雜區(qū)、P+摻雜區(qū)、第一絕緣膜、第二絕緣膜、多晶硅層、柵極、靜電保護(hù)層、第三絕緣膜、源極、靜電電極及導(dǎo)線層，所述靜電保護(hù)層包括數(shù)個(gè)第二P-摻雜區(qū)以及數(shù)個(gè)第二N+摻雜區(qū)，所述數(shù)個(gè)第二P-摻雜區(qū)與數(shù)個(gè)第二N+摻雜區(qū)相間排列。本實(shí)用新型通過在內(nèi)部設(shè)置數(shù)個(gè)相間排列的P-摻雜區(qū)與第二N+摻雜區(qū)，以形成一靜電保護(hù)層—齊納二極管結(jié)構(gòu)，這樣就可以去除靜電安全電路等在電源模組內(nèi)所占的空間，無(wú)需再另外設(shè)置靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，提高電源模組的空間效率，減少布線數(shù)量以及一些寄生參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效功率器件。
【專利說明】具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件。

【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)即為半導(dǎo)體，利用半導(dǎo)體材料制作而成的電子器件因其具有特殊的導(dǎo)電特性，從而廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)及其外設(shè)、通信、電源電器等領(lǐng)域。功率器件是一種由半導(dǎo)體材料制作而成的電子器件，它主要應(yīng)用于電路中作為功率處理的器件，如圖1所示，其為現(xiàn)有功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0003]通常在集成電路上，會(huì)使用二極管限幅器(D1de Limiter),以及采用旁路來(lái)釋放靜電的方式來(lái)進(jìn)行靜電(ESD)保護(hù)。而功率器件是一個(gè)分離器件，若要進(jìn)行靜電保護(hù)就要在封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部單獨(dú)添加二極管或在控制集成電路上內(nèi)置靜電安全電路，以實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)的目的，但，這樣就會(huì)使得電源模組無(wú)法最小化，并且還會(huì)增加布線(Wiring)以及一些寄生參數(shù)，難于實(shí)現(xiàn)高效的電源模組。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，其內(nèi)部設(shè)有靜電保護(hù)層一齊納二極管結(jié)構(gòu)，無(wú)須再另外設(shè)置靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，提高電源模組的空間效率，同時(shí)減少布線數(shù)量以及一些寄生參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效功率器件。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:本實(shí)用新型提供一種具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，包括:漂移層，形成于所述漂移層下方的漏區(qū)，形成于所述漏區(qū)下方的漏極，形成于所述漂移層中的P-摻雜區(qū)，形成于所述漂移層中的第一 N+摻雜區(qū)，形成于所述漂移層中的P+摻雜區(qū)，形成于所述漂移層上的第一絕緣膜，形成于所述漂移層、第一 P-摻雜區(qū)與第一 N+摻雜區(qū)上的第二絕緣膜，形成于所述第一、第二絕緣膜上的多晶硅層，形成于所述第二絕緣膜上的柵極，形成于所述第一絕緣膜上的靜電保護(hù)層，形成于所述柵極、第一 N+摻雜區(qū)、多晶硅層及靜電保護(hù)層上的第三絕緣膜，形成于所述P+摻雜區(qū)與第一 N+摻雜區(qū)上的源極，形成于所述多晶硅層上的靜電電極，以及形成于所述源極、第三絕緣層及靜電電極上的導(dǎo)線層；所述靜電保護(hù)層包括數(shù)個(gè)第二 P-摻雜區(qū)以及數(shù)個(gè)第二 N+摻雜區(qū)，所述數(shù)個(gè)第二 P-摻雜區(qū)與數(shù)個(gè)第二 N+摻雜區(qū)相間排列。
[0007]所述靜電保護(hù)層是由多晶硅層分別經(jīng)過P+摻雜工藝以及N+摻雜工藝形成。
[0008]所述靜電保護(hù)層包括四個(gè)第二 N+摻雜區(qū)與三個(gè)第二 P-摻雜區(qū)，所述四個(gè)第二 N+摻雜區(qū)與三個(gè)第二 P-摻雜區(qū)相間排列。
[0009]所述第一絕緣膜的厚度大于所述第二絕緣膜的厚度。
[0010]所述第一絕緣膜的材質(zhì)為二氧化硅、氮氧化硅或氧化鉿，所述第二絕緣膜的材質(zhì)為二氧化硅、氮氧化硅或氧化鉿，所述第三絕緣層的材質(zhì)為磷硅酸鹽玻璃、氟摻雜的硅酸鹽玻璃或硼磷硅玻璃，所述漂移層為N型漂移層，所述漂移層包括第一漂移層以及形成于所述第一漂移層上的第二漂移層。
[0011]采用上述方案，本實(shí)用新型的具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，通過在內(nèi)部設(shè)置數(shù)個(gè)相間排列的P-摻雜區(qū)與第二 N+摻雜區(qū)，以形成一靜電保護(hù)層一齊納二極管結(jié)構(gòu)，這樣就可以去除靜電安全電路等在電源模組內(nèi)所占的空間，無(wú)需再另外設(shè)置靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，提高電源模組的空間效率，減少布線數(shù)量以及一些寄生參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效功率器件；并且該具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件的制作工藝簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有的功率器件制作工藝相比，無(wú)需追加工藝流程，不會(huì)增加成產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件的等效電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型提供一種具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，包括:漂移層2，形成于所述漂移層2下方的漏區(qū)5，形成于所述漏區(qū)5下方的漏極6，形成于所述漂移層2中的P-摻雜區(qū)11，形成于所述漂移層2中的第一 N+摻雜區(qū)13，形成于所述漂移層2中的P+摻雜區(qū)14，形成于所述漂移層2上的第一絕緣膜31，形成于所述漂移層2、第一 P-摻雜區(qū)11與第一 N+摻雜區(qū)14上的第二絕緣膜32，形成于所述第一、第二絕緣膜31、32上的多晶硅層33，形成于所述第二絕緣膜32上的柵極34，形成于所述第一絕緣膜31上的靜電保護(hù)層3，形成于所述柵極34、第一 N+摻雜區(qū)13、多晶硅層33及靜電保護(hù)層3上的第三絕緣膜4，形成于所述P+摻雜區(qū)13與第一 N+摻雜區(qū)14上的源極35，形成于所述多晶硅層33上的靜電電極36，以及形成于所述源極35、第三絕緣層4及靜電電極36上的導(dǎo)線層37。所述靜電保護(hù)層3包括數(shù)個(gè)第二 P-摻雜區(qū)12以及數(shù)個(gè)第二 N+摻雜區(qū)15，所述數(shù)個(gè)第二 P-摻雜區(qū)12與數(shù)個(gè)第二 N+摻雜區(qū)15相間排列，以形成齊納二極管結(jié)構(gòu)，起到靜電保護(hù)作用，如圖15所示，A部分起到原來(lái)功率器件的主要功能，而B部分則起到靜電保護(hù)功能。
[0017]所述靜電保護(hù)層3是由多晶硅層分別經(jīng)過P+摻雜工藝以及N+摻雜工藝形成。在本實(shí)施例中，所述靜電保護(hù)層3包括四個(gè)第二 N+摻雜區(qū)15與三個(gè)第二 P-摻雜區(qū)12，所述四個(gè)第二 N+摻雜區(qū)15與三個(gè)第二 P-摻雜區(qū)12相間排列，形成PNPNPN 二極管結(jié)構(gòu)。
[0018]所述第一至第三絕緣膜31、32、4先通過擴(kuò)散工藝或化學(xué)氣相沉積法(CVD)沉積，再通過感光遮蔽工藝(Photo Masking)和干刻或濕刻工藝而形成。所述第一絕緣膜31與第二絕緣膜32具有不同的厚度，優(yōu)選的，所述第一絕緣膜31的厚度大于所述第二絕緣膜32的厚度。所述第一絕緣膜31的材質(zhì)為二氧化硅(Si02)、氮氧化硅(S1N)或氧化鉿(HF0)，所述第二絕緣膜32的材質(zhì)為二氧化硅、氮氧化硅或氧化鉿，所述第三絕緣層4的材質(zhì)為磷硅酸鹽玻璃、氟摻雜的硅酸鹽玻璃或硼磷硅玻璃。所述漂移層2為N型漂移層，在本實(shí)施例中，所述漂移層2包括第一漂移層21以及形成于所述第一漂移層21上的第二漂移層22，所述第二漂移層22通過摻雜N-離子而形成，以形成JFET領(lǐng)域。
[0019]請(qǐng)參閱圖3，圖3中的C部分相當(dāng)于圖2中的B部分，D部分相當(dāng)于圖2中的A部分，本實(shí)用新型提供的具有ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件中，實(shí)現(xiàn)原有功率器件主要功能部分的源極與實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)功能部分的靜電電極連接在一起，實(shí)現(xiàn)原有功率器件主要功能部分的柵極與實(shí)現(xiàn)靜電保護(hù)功能部分的另一端連接在一起。
[0020]值得一提的是:具有ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件內(nèi)部構(gòu)成的靜電保護(hù)層3不會(huì)制作工藝流程，即在生產(chǎn)流程上無(wú)需追加工藝工程就可以實(shí)現(xiàn)。
[0021]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，通過在內(nèi)部設(shè)置數(shù)個(gè)相間排列的P-摻雜區(qū)與第二 N+摻雜區(qū)，以形成一靜電保護(hù)層一齊納二極管結(jié)構(gòu)，這樣就可以去除靜電安全電路等在電源模組內(nèi)所占的空間，無(wú)需再另外設(shè)置靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)，提高電源模組的空間效率，減少布線數(shù)量以及一些寄生參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效功率器件，并且該具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件的制作工藝簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有的功率器件制作工藝相比，無(wú)需追加工藝流程,不會(huì)增加成產(chǎn)成本。
[0022]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，其特征在于，包括:漂移層，形成于所述漂移層下方的漏區(qū)，形成于所述漏區(qū)下方的漏極，形成于所述漂移層中的P-摻雜區(qū)，形成于所述漂移層中的第一N+摻雜區(qū)，形成于所述漂移層中的P+摻雜區(qū)，形成于所述漂移層上的第一絕緣膜，形成于所述漂移層、第一 P-摻雜區(qū)與第一 N+摻雜區(qū)上的第二絕緣膜，形成于所述第一、第二絕緣膜上的多晶硅層，形成于所述第二絕緣膜上的柵極，形成于所述第一絕緣膜上的靜電保護(hù)層，形成于所述柵極、第一 N+摻雜區(qū)、多晶硅層及靜電保護(hù)層上的第三絕緣膜，形成于所述P+摻雜區(qū)與第一 N+摻雜區(qū)上的源極，形成于所述多晶硅層上的靜電電極，以及形成于所述源極、第三絕緣層及靜電電極上的導(dǎo)線層；所述靜電保護(hù)層包括數(shù)個(gè)第二P-摻雜區(qū)以及數(shù)個(gè)第二 N+摻雜區(qū)，所述數(shù)個(gè)第二 P-摻雜區(qū)與數(shù)個(gè)第二 N+摻雜區(qū)相間排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，其特征在于，所述靜電保護(hù)層是由多晶硅層分別經(jīng)過P+摻雜工藝以及N+摻雜工藝形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，其特征在于，所述靜電保護(hù)層包括四個(gè)第二 N+摻雜區(qū)與三個(gè)第二 P-摻雜區(qū)，所述四個(gè)第二 N+摻雜區(qū)與三個(gè)第二 P-摻雜區(qū)相間排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，其特征在于，所述第一絕緣膜的厚度大于所述第二絕緣膜的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有靜電保護(hù)結(jié)構(gòu)的功率器件，其特征在于，所述第一絕緣膜的材質(zhì)為二氧化硅、氮氧化硅或氧化鉿，所述第二絕緣膜的材質(zhì)為二氧化硅、氮氧化硅或氧化鉿，所述第三絕緣層的材質(zhì)為磷硅酸鹽玻璃、氟摻雜的硅酸鹽玻璃或硼磷硅玻璃，所述漂移層為N型漂移層，所述漂移層包括第一漂移層以及形成于所述第一漂移層上的第二漂移層。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK204144268SQ201420632706
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】趙喜高 申請(qǐng)人:深圳市可易亞半導(dǎo)體科技有限公司