专利名称：耗尽型终端保护结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种保护结构，尤其涉及一种用于保护功率集成电路或功率器件的耗尽型终端保护结构。
背景技术：
终端结构是功率器件和功率集成电路中最核心的技术之一，终端结构的优劣直接影响到功率器件和功率集成电路最高工作电压，漏电流大小，以及可靠性和稳定性。
图5给出了传统的功率器件和功率集成电路终端结构。该结构主要包括以下几个部分(1)重掺杂P型阱，(2)多晶场板结构，(3)N+型截至环。在实际应用中，通过在芯片的四周制作了若干个重掺杂P型阱，并调节P型阱的宽度和间距，和辅助P型阱上的场板结构，来实现耐压和提高可靠性的目的。
传统结构在功率器件中得到普遍应用，然而有些应用场合，传统结构会受到成本的限制，因为传统结构一般面积比较大。
本发明的耗尽型终端结构，使用轻掺杂P型阱替代传统结构的重掺杂P型阱，能够有效减小终端结构面积30％以上，并且性能上还有提高，因此本发明的耗尽型终端结构是功率器件和功率集成电路的一种较好选择。
发明内容
本发明提供一种能够降低制作成本和制造难度并能提高保护效果的耗尽型终端保护结构，本发明有助于提高耐压效果和可靠性。
本发明采用如下技术方案一种用于保护功率集成电路或功率器件的耗尽型终端保护结构，包括重掺杂N型衬底，在重掺杂N型衬底上设有轻掺杂N型外延，在轻掺杂N型外延上设有重掺杂N型截止环及用于设置功率集成电路或功率器件原胞的腔体，在轻掺杂N型外延的重掺杂N型截止环及原胞腔体以外的区域上方设有场氧化层，在场氧化层上方设有多晶场板，在场氧化层、重掺杂N型截止环及多晶场板上覆有介质层，在重掺杂N型截止环及多晶场板上分别连接有金属引线，在轻掺杂N型外延上设有接零电位的轻掺杂P型阱，该轻掺杂P型阱位于场氧化层的下面且位于重掺杂N型截止环与原胞腔体之间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点(1)新型耗尽型终端结构比传统终端结构的短30％以上。由于终端结构位于芯片的最外围，自身面积一般较大，因此新型耗尽型终端结构能够有效节约芯片面积，降低成本。
(2)耗尽型终端结构对工艺偏差的冗余度较大，因为轻掺杂P型阱接零电位，与被保护部分的零电位相连，在衬底上加高电位时，轻掺杂P型阱会逐渐耗尽，从而达到耐压效果，在该结构中，阱的误差对保护效果影响非常小。而传统终端结构中，耐压效果与多晶场板的尺寸或位置，以及重掺杂P型阱本身的间距之间非常敏感，工艺偏差对终端结构效果影响较大。
(3)耗尽型终端结构可以有效增大功率集成电路或功率器件寄生二极管面积，由于寄生二极管尺寸大小，与芯片可靠性密切相关，所以新型耗尽型终端结构有利于对芯片的保护。
(4)在耗尽型终端结构中，零电位多晶场板能够使轻掺杂P型阱在耗尽的时候电势线分布更加均匀，能够辅助轻掺杂P型阱提高耐压效果和可靠性。根据具体的应用场合，场板延伸到轻掺杂P型阱的长度需要调整。由于场板是零电位的，不是传统结构中的浮置场板，抗干扰方面会比较好。
(5)耗尽型终端结构中重掺杂N型截止环能够起到收集芯片边缘电势线，提高耐压。
图1是耗尽型终端结构主视图。
图2是耗尽型终端结构俯视图。
图3是耗尽型终端结构用于保护纵向导电功率器件原胞示意图。
图4是耗尽型终端结构用于保护控制电路用P型阱示意图。
图5是传统终端结构。
具体实施例方式
一种用于保护功率集成电路或功率器件的耗尽型终端保护结构，包括重掺杂N型衬底1，在重掺杂N型衬底1上设有轻掺杂N型外延2，在轻掺杂N型外延2上设有重掺杂N型截止环3及用于设置功率集成电路或功率器件原胞的腔体5，在轻掺杂N型外延2的重掺杂N型截止环3及原胞腔体5以外的区域上方设有场氧化层6，在场氧化层6上方设有多晶场板7，在场氧化层6、重掺杂N型截止环3及多晶场板7上覆有介质层8，在重掺杂N型截止环3及多晶场板7上分别连接有金属引线9、10，在轻掺杂N型外延2上设有接零电位的轻掺杂P型阱4，该轻掺杂P型阱4位于场氧化层6的下面且位于重掺杂N型截止环3与原胞腔体5之间。在场氧化层6上方设置1个多晶场板7。上述接零电位的轻掺杂P型阱4的实施方式可以是将轻掺杂P型阱4与原胞腔体连接，使他们同电位。当本发明在原胞腔体5中设置功率器件原胞时，本发明是一种用于保护功率器件的耗尽型终端保护结构(参照图3)；当本发明在原胞腔体5中设置功率集成电路时，本发明是一种用于保护功率集成电路的耗尽型终端保护结构(参照图4)。
权利要求
1.一种用于保护功率集成电路或功率器件的耗尽型终端保护结构，包括重掺杂N型衬底(1)，在重掺杂N型衬底(1)上设有轻掺杂N型外延(2)，在轻掺杂N型外延(2)上设有重掺杂N型截止环(3)及用于设置功率集成电路或功率器件原胞的腔体(5)，在轻掺杂N型外延(2)的重掺杂N型截止环(3)及原胞腔体(5)以外的区域上方设有场氧化层(6)，在场氧化层(6)上方设有多晶场板(7)，在场氧化层(6)、重掺杂N型截止环(3)及多晶场板(7)上覆有介质层(8)，在重掺杂N型截止环(3)及多晶场板(7)上分别连接有金属引线(9、10)，其特征在于在轻掺杂N型外延(2)上设有接零电位的轻掺杂P型阱(4)，该轻掺杂P型阱(4)位于场氧化层(6)的下面且位于重掺杂N型截止环(3)与原胞腔体(5)之间。
2.根据权利要求1所述的耗尽型终端保护结构，其特征在于在场氧化层(6)上方设置1个多晶场板(7)。
全文摘要
一种用于保护功率集成电路或功率器件的耗尽型终端保护结构，包括重掺杂N型衬底，在重掺杂N型衬底上设有轻掺杂N型外延，在轻掺杂N型外延上设有重掺杂N型截止环及用于设置功率集成电路或功率器件原胞的腔体，在轻掺杂N型外延的重掺杂N型截止环及原胞腔体以外的区域上方设有场氧化层，在场氧化层上方设有多晶场板，在场氧化层、重掺杂N型截止环及多晶场板上覆有介质层，在重掺杂N型截止环及多晶场板上分别连接有金属引线，轻掺杂N型外延上设有接零电位的轻掺杂P型阱，该轻掺杂P型阱位于场氧化层的下面且位于重掺杂N型截止环与原胞腔体之间。
文档编号H01L23/58GK1929126SQ200610096438
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月26日 优先权日2006年9月26日
发明者易扬波, 李海松 申请人:无锡博创微电子有限公司