Dmos的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，特別是涉及一種DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)，還涉及一種DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓(400_700V)DM0S (Double-diffused M0SFET，雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)器件的設(shè)計(jì)當(dāng)中，終端保護(hù)環(huán)的設(shè)計(jì)極其重要，如果終端保護(hù)環(huán)的性能較差，那么在終端處器件的擊穿電壓會(huì)有明顯的下降。目前主流的高壓DM0S器件多采用的是多分壓環(huán)終端，其耐壓和性能都比較好，缺點(diǎn)是終端的長度偏長，占用了較多的芯片面積。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]基于此，有必要提供一種占用較小芯片面積的高壓DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0004]一種DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)，包括主結(jié)和截止環(huán)，所述終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)還包括N型襯底、設(shè)于所述N型襯底上的N型層、以及設(shè)于所述N型層上的場氧層，所述主結(jié)為通過P型雜質(zhì)離子的注入于所述N型層內(nèi)形成的P型環(huán)，所述場氧層部分覆蓋所述P型環(huán)，所述N型襯底的摻雜濃度大于所述N型層，所述場氧層的厚度為1?4微米，所述P型環(huán)的結(jié)深大于5微米。
[0005]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述場氧層的厚度為2微米，所述P型環(huán)的結(jié)深為6?9微米。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括一端搭接在所述場氧層上、另一端延伸至未被所述場氧層覆蓋的主結(jié)上的多晶硅場板。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述N型襯底為N+襯底，所述N型層為N-外延層。
[0008]還有必要提供一種DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0009]一種DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟:提供N型襯底；在所述N型襯底上形成N型層，所述N型襯底的摻雜濃度大于所述N型層；向所述N型層內(nèi)注入P型雜質(zhì)離子，注入劑量為1*1012?5*1013/cm2 ;在所述N型層上形成場氧層，所述場氧層的厚度為1?4微米；加熱推阱，使注入的P型雜質(zhì)離子形成P型環(huán)作為終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的主結(jié)，所述場氧層部分覆蓋所述P型環(huán)，所述P型環(huán)的結(jié)深大于5微米。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在N型襯底上形成N型層的步驟，是采用外延工藝在所述N型襯底上形成N型外延層。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述向N型層內(nèi)注入P型雜質(zhì)離子的步驟之前，還包括在所述N型層上形成犧牲氧化層的步驟；所述在N型層上形成場氧層的步驟之前，還包括去除所述犧牲氧化層的步驟。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在N型層上形成犧牲氧化層的步驟中，形成的犧牲氧化層的厚度為0.04微米。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述注入劑量為l*1013/cm2，所述場氧層的厚度為2微米，所述P型環(huán)的結(jié)深為6?9微米。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述加熱推阱的步驟之后，還包括多晶硅淀積、光刻及刻蝕以形成多晶硅場板的步驟，所述多晶硅場板一端搭接在所述場氧層上、另一端延伸至未被所述場氧層覆蓋的主結(jié)上。
[0015]上述DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)，主結(jié)和截止環(huán)之間無需設(shè)置分壓環(huán)也能夠達(dá)到高壓DM0S所需的耐壓，故終端的結(jié)構(gòu)更加精簡，終端長度也明顯縮短，可以使整個(gè)芯片的面積得到縮小。
【附圖說明】
[0016]圖1為一實(shí)施例中DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；
[0017]圖2a?圖2c為一實(shí)施例中采用DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的制造方法制造的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)在制造過程中的剖面示意圖；
[0018]圖3為設(shè)有終端的DM0S芯片的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在本說明書和附圖中，分配給層或區(qū)域的參考標(biāo)記N和P表示這些層或區(qū)域分別包括大量電子或空穴。進(jìn)一步地,分配給N或P的參考標(biāo)記+和一表示摻雜劑的濃度高于或低于沒有這樣分配到標(biāo)記的層中的濃度。在下文的優(yōu)選實(shí)施例的描述和附圖中，類似的組件分配有類似的參考標(biāo)記且該處省略其冗余說明。
[0020]圖1是一實(shí)施例中DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖，該終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的主結(jié)和截止環(huán)之間不設(shè)置分壓環(huán)，為了在不設(shè)置分壓環(huán)的情況下也能獲得足夠的耐壓，因此需要在制造工藝上進(jìn)行合理的設(shè)置，使得主結(jié)盡可能完全耗盡。請一并參看圖2a?2c，DMOS的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的制造方法具體包括下列步驟:
[0021]S110，提供N型襯底。
[0022]本實(shí)施例中是采用重?fù)诫s的N+襯底22。
[0023]S120，在N型襯底上形成N型層。
[0024]在本實(shí)施例中是外延生長一層摻雜濃度交底的N-外延層24。
[0025]S130，向N型層內(nèi)注入P型雜質(zhì)離子。
[0026]在本實(shí)施例中是注入硼離子，注入劑量為1*1012?5*1013/cm2，優(yōu)選為l*1013/cm2左右。注入劑量太淡的話，形成的結(jié)深不夠深，如果注入劑量太大，那么結(jié)的濃度太高，又不各易完全耗盡。
[0027]在本實(shí)施例中，步驟S120和S130之間還包括在N型外延層上生長一層犧牲氧化層25的步驟，如圖2a所示?？梢岳斫獾?，在其它實(shí)施例中也可以省略形成犧牲氧化層25的步驟。犧牲氧化層25的厚度優(yōu)選為0.04微米左右。
[0028]S140，在N型層上形成場氧層。
[0029]生長一層1?4微米厚的場氧層26。本發(fā)明的DM0S的終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)對場氧厚度也有要求，場氧如果太薄，則可能導(dǎo)致?lián)舸╇妷浩?。場氧?6的厚度優(yōu)選為2微米左右。
[0030]如果之前生長了犧牲氧化層25，則在本步驟生長場氧層26之前需要先將犧牲氧化層25去除。
[0031]S150，加熱推阱，使注入的P型雜質(zhì)離子形成P型環(huán)作為終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的主結(jié)。
[0032]步驟S150完成后的示意圖如圖2b所示，推阱完成后部分場氧層26覆蓋P型環(huán)27的一部分。為了滿足器件的耐壓需求，主結(jié)的深度必須足夠深，在本實(shí)施例中為大于5微米。但是結(jié)深越深，需要的推阱時(shí)間越長。綜合生產(chǎn)效率及成本考慮，結(jié)深優(yōu)選為6?9微米。
[0033]步驟S150完成后，接著進(jìn)行JFET的阱注入、柵氧氧化、多