Soi器件新結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，更具體的涉及一種絕緣體上硅高壓器件結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]SOI高壓器件是SOI SPIC的重要組成部分，以其寄生效應(yīng)小，功耗小，速度高，集成度高，抗輻射能力強(qiáng)，消除了閉鎖效應(yīng)等受到了廣泛關(guān)注。SOI器件的耐壓由橫向耐壓和縱向耐壓來決定。SOI器件的橫向耐壓和體娃器件的橫向耐壓相似，可以將比較成熟的體石圭結(jié)終端技術(shù)應(yīng)用到SOI器件上來。而對SOl器件的縱向耐壓，則與體硅器件有較大的差別，是決定SOI器件耐壓的主要因素。
[0003]先前提高擊穿電壓的方法有(I)在SI層和Si02界面加一層N+緩沖層來提高埋氧層承擔(dān)的電壓。(2) Si02上加一薄層高阻SIPOS層來屏蔽襯底偏壓的影響。(3)漂移區(qū)線性摻雜結(jié)構(gòu)。(4)屏蔽槽結(jié)構(gòu)。(5)階梯型埋氧層結(jié)構(gòu)。(6)復(fù)合型埋氧層結(jié)構(gòu)。
[0004]下面以屏蔽槽結(jié)構(gòu)為例闡述現(xiàn)有的SOI高壓器件結(jié)構(gòu)。
[0005]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)示意圖。主要特點(diǎn)在埋氧層上由源到漏有排列均勻的絕緣屏蔽槽，通過絕緣屏蔽槽阻擋產(chǎn)生的正電荷被抽走，從而在埋氧層上形成一層附加的正電荷，產(chǎn)生附加電場增強(qiáng)埋層電場以提高器件縱向耐壓，源極下的硅窗口在提高耐壓的同時(shí)緩解了器件的自熱效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明在于提供一種SOI器件新結(jié)構(gòu)，以提高其縱向擊穿電壓，實(shí)現(xiàn)高壓，高速，低導(dǎo)通電阻的SOI器件。
[0007]可選的，埋氧層可以是U型或是V型。
[0008]本發(fā)明提供一種SOI器件新結(jié)構(gòu)在原有的基礎(chǔ)上提出了 U型埋氧層新結(jié)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明SOI器件新結(jié)構(gòu)，源端和漏端都是U型的埋氧層結(jié)構(gòu)。
[0010]漏端下的U型的埋氧層結(jié)構(gòu)主要用于改善器件的擊穿電壓。
[0011]源端下的埋氧層開有槽，使襯底和頂層硅連接，在提高擊穿電壓的同時(shí)，降低自熱效應(yīng)。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例與傳統(tǒng)的高壓器件相比，U型埋氧層使得源端的擊穿電壓增加，不會(huì)使擊穿發(fā)生在P阱和漂移區(qū)接觸處，并且由于U型埋氧層致使導(dǎo)通電阻降低。漏端下的U型埋氧層使得漏端形成附加的正電荷層，提高氧化層所承擔(dān)的電壓，從而提高了器件的擊穿電壓，氧化層結(jié)構(gòu)使得工藝更加簡單。
[0013]
【附圖說明】
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中高壓SOI器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是改進(jìn)后的高壓SOI器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是改進(jìn)后的高壓SOI器件界面處電荷分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中高壓SOI器件側(cè)視視結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)將埋氧層改變成源端和漏端都是U型埋氧層。
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中高壓SOI器件的結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)埋氧層埋氧層上由源到漏有排列均勻的絕緣屏蔽槽。
[0016]U型埋氧層使源端P阱下方厚度足夠大，在漏端加足夠大的電壓時(shí)，源端耗盡區(qū)可以承受更多的電壓，不會(huì)使擊穿發(fā)生在源端P阱與漂移區(qū)界面處。同時(shí)由于U型結(jié)構(gòu)，襯底與氧化層界面處引起負(fù)電荷集聚，集聚的負(fù)電荷可以對上層硅與氧化層界面的電場分布調(diào)制，使電場線分布更加均勻進(jìn)一步增加擊穿電壓。
[0017]在漏端加足夠大的電壓時(shí)，U型埋氧層阻止正電荷被大的正漏電壓抽走，形成一層正電荷層，積累在漏端下的氧化層表面，屏蔽氧化層表面內(nèi)的電場，使縱向擊穿電壓增大。
[0018]上述實(shí)施例僅以U型埋氧層為例來說明本發(fā)明，實(shí)際上，只要使漏端和源端形成的正電荷在大的正向電壓時(shí)不會(huì)被抽走，例如V型埋氧層，使漏端的氧化層可以承擔(dān)更高電壓的埋氧層結(jié)構(gòu)都會(huì)比原有的SOI器件擊穿電壓要高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種SOI高壓器件新結(jié)構(gòu)，包括漂移區(qū)，埋氧層，襯底，其特征是影響擊穿電壓主要因素是漏端縱向擊穿電壓，并且埋氧層結(jié)構(gòu)可以提SOI器件的擊穿電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)的SOI高壓器件，其特征是源端P阱和漂移區(qū)形成的耗盡區(qū)不會(huì)在漏端擊穿前擊穿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)的SOI高壓器件，其特征是源端P阱下的漂移區(qū)足夠厚。4.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)的SOI高壓器件，其特征是漏端埋氧層結(jié)構(gòu)可以提高氧化層承擔(dān)的電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求3所術(shù)的SOI高壓器件，其特征是源端下方將是U型埋氧層。6.根據(jù)權(quán)利要求4所術(shù)的SOI高壓器件，其特征是漏端埋氧層也將是U型埋氧層。
【專利摘要】本文公開了一種提高SOI器件擊穿電壓的器件新結(jié)構(gòu)，其中主要包括埋層結(jié)構(gòu)，埋氧層在源端和漏端成U型。利用U型埋氧層在大的漏端電壓時(shí)正電荷不易被抽走提高擊穿電壓；源端U型介質(zhì)埋氧層在漏端電壓較大時(shí)保證擊穿不會(huì)發(fā)生在p阱和漂移區(qū)形成的耗盡區(qū)，漏端U型介質(zhì)埋層通過積累大量正電荷來提高擊穿電壓。
【IPC分類】H01L29/78, H01L29/06
【公開號】CN105097928
【申請?zhí)枴緾N201410216651
【發(fā)明人】徐帆, 牟志強(qiáng), 蔣樂樂
【申請人】上海北京大學(xué)微電子研究院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月22日