一种半导体开关芯片及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了半导体芯片及其制造工艺的【技术领域】中的一种半导体开关芯片及其制造方法。本发明包括开关器件，用于对输入电压进行脉冲调制；所述开关器件包括第一横向双扩散MOS晶体管；高压启动器件，用于开启所述半导体开关芯片外围的控制芯片，所述控制芯片用于对所述开关器件实现开启和关闭功能；所述高压启动器件包括第二横向双扩散MOS晶体管、稳压二极管和高阻值电阻；温度检测器件，用于实时检测所述开关器件的温度。本发明不受外界环境因素的干扰，可以非常灵敏的检测到开关器件的温度变化；开关器件和高压启动器件集成在同一芯片中，可提高启动效率、降低静态功耗。
【专利说明】一种半导体开关芯片及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体芯片及其制造工艺的【技术领域】，特别涉及半导体开关芯片及其制造方法。
【背景技术】
[0002]双扩散金属氧化物晶体管(0103)是最常见的半导体器件之一，其主要作用是作为开关芯片应用在各种设备设施的开关电源(3193)中，比如通讯设备、移动设备、工业设备、家用电器、个人电脑等。在开关电源中，除开关芯片之外，另一重要的组成部分是控制芯片，即通过控制芯片，使开关芯片不停的“开通”和“关闭”，让开关芯片对输入电压进行脉冲调制，从而实现交流-直流转换、直流-直流转换、自动稳压等功能。
[0003]双扩散金属氧化物晶体管包括纵向双扩散金属氧化物晶体管(^0108 )和横向双扩散金属氧化物晶体管(10服)3)两种类型，其中，71^03很难与其它半导体器件兼容在同一芯片中，因此一般都是以分立器件的形式使用，11^03很容易与其它半导体器件兼容在同一芯片中，因此一般都是集成在集成电路(111011X1111:，简称10中使用。
[0004]值得一提的是，在实践应用中，开关电源中还整合了高压启动、温度检测等功能。为实现开关电源所需要的各项功能，传统方法有以下几种:
[0005]第一种，采用外置的无源元件(电阻、电容)实现高压启动，并在控制电路中集成温度检测等功能(或，外置热敏元件实现温度检测),这种方法是当前的主流方案，但对于静态功耗要求特别精细的场合(比如，我们总是希望充电器和适配器更少的发热)并不合适，在对节能环保要求越来越高的今天，很多应用场合的这一方法正被其它方法(比如下文中的第二种方法)所取代；
[0006]第二种，采用8⑶集成电路(把双极型晶体管、互补金属氧化物晶体管和0)103集成在同一芯片中),这种方法在很多应用场合正越来越多的被采用，但成本较高；
[0007]第三种，采用70103与高压启动、温度检测电路集成在同一芯片中，但正如前文所说，70108很难与其它半导体器件兼容在同一芯片中，会出现诸如电磁干扰(￡11)较高等问题，因此这种方法必须配置较复杂的控制电路和外围印制电路板(9(?)电路，也就在性价比上打折扣了。
[0008]为了更好的理解本发明，先对10103器件做一个简单讲解:
[0009]10108具体可分为X沟道0)103和？沟道0)103两类。其中，X沟道0)103导电效率比？沟道10103要快，因此更多场合使用的都是~沟道10103(下文中的10103都是特指X 沟道 0)1031
[0010]10108的结构中包括源极、漏极、多晶硅栅、体区、漂移区、栅氧化层、场氧化层；源极和漏极都是由~型重掺杂区的硅(奸)构成，掺杂浓度为1219?1221原子/立方厘米，多晶硅栅一般由~型重掺杂的多晶硅(即奸多晶硅)构成，掺杂浓度为1220?1222原子/立方厘米，体区由？型轻掺杂的硅构成，掺杂浓度为1216?1217原子/立方厘米，为了减小阻抗，体区一般都是由？型重掺杂的硅$+)从硅表面引出，的掺杂浓度为1219?1221原子/立方厘米，栅氧化层比场氧化层要薄很多，行业内称场氧化层覆盖的区域为场区，没有场氧化层覆盖的区域称之为有源区。
【发明内容】
[0011]本发明提供了一种半导体开关芯片及其制造方法，以解决现有开关电源存在的功耗闻、制造成本闻、易受:电磁干扰等问题。
[0012]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种半导体开关芯片，所述半导体开关芯片包括:
[0013]开关器件，用于对输入电压进行脉冲调制；所述开关器件包括第一横向双扩散108晶体管；
[0014]高压启动器件，用于开启所述半导体开关芯片外围的控制芯片，所述控制芯片用于对所述开关器件实现开启和关闭功能；所述高压启动器件包括第二横向双扩散103晶体管、稳压二极管和高阻值电阻；
[0015]温度检测器件，用于实时检测所述开关器件的温度。
[0016]进一步地，所述第二横向双扩散103晶体管、所述稳压二极管和所述高阻值电阻按照设定的功能需求进行电连接。
[0017]进一步地，所述稳压二极管包括多晶硅稳压二极管。
[0018]进一步地，所述高阻值电阻包括多晶硅高阻值电阻。
[0019]进一步地，所述温度检测器件包括二极管。
[0020]进一步地，所述二极管为体硅二极管。
[0021]本发明还提供了一种半导体开关芯片的制造方法，包括以下步骤:
[0022]在？型衬底正面的表面内形成漂移区，所述漂移区包括第一漂移区和第二漂移区；
[0023]在所述？型衬底正面的表面内形成体区，所述体区包括第一体区和第二体区；所述第一体区靠近所述第一漂移区；所述第二体区靠近所述第二漂移区；
[0024]在所述？型衬底正面的表面上形成场氧化层，所述场氧化层包括第一场氧化层、第二场氧化层、第三场氧化层和第四场氧化层，所述第一场氧化层位于所述第一漂移区的表面，所述第二场氧化层位于所述第二漂移区的表面；
[0025]在所述第一场氧化层、第二场氧化层、第三场氧化层、第四场氧化层覆盖区域之外的区域形成栅氧化层；
[0026]在所述场氧化层和所述栅氧化层的表面上形成多晶硅栅和多晶硅高阻值电阻，所述多晶娃栅包括第一多晶娃栅和第二多晶娃栅，所述第一多晶娃栅位于栅氧化层的表面并延伸至第一场氧化层的表面，所述第二多晶硅栅位于栅氧化层的表面并延伸至第二场氧化层的表面；所述多晶硅高阻值电阻位于第三场氧化层的表面，包括第一多晶硅高阻值电阻和第二多晶硅高阻值电阻；
[0027]在设定区域形成~型重掺杂区和？型重掺杂区。
[0028]进一步地，所述第二多晶硅高阻值电阻为~型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻或者？型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻。
[0029]进一步地，所述在设定区域形成~型重掺杂区和？型重掺杂区，包括:
[0030]在所述第一漂移区的表面内形成第一 ~型重掺杂区，在所述第一体区的表面内形成第二 ~型重掺杂区和第一 ？型重掺杂区，所述第一漂移区、所述第一体区、所述第一 ~型重掺杂区、所述第二 ~型重掺杂区、所述第一？型重掺杂区、所述第一场氧化层、所述第一多晶娃栅和所述栅氧化层构成第一横向双扩散103晶体管；
[0031〕 在所述第二漂移区的表面内形成第三~型重掺杂区，在所述第二体区的表面内形成第四~型重掺杂区和第二 ？型重掺杂区，所述第二漂移区、所述第二体区、所述第三~型重掺杂区、所述第四~型重掺杂区、所述第二？型重掺杂区、所述第二场氧化层、所述第二多晶硅栅和所述栅氧化层构成第二横向双扩散服)3晶体管；
[0032]在所述？型衬底正面的表面内形成第五~型重掺杂区和第三？型重掺杂区，所述第五~型重掺杂区和所述第三？型重掺杂区构成体硅二极管；
[0033]在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四？型重掺杂区，或者，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六~型重掺杂区。
[0034]进一步地，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四？型重掺杂区，或者，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六~型重掺杂区，具体为:
[0035]当所述第二多晶硅高阻值电阻为~型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四？型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管；
[0036]或者，
[0037]当所述第二多晶硅高阻值电阻为？型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六~型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管。
[0038]进一步地，所述在设定区域形成~型重掺杂区和？型重掺杂区之后，还包括:
[0039]制作接触孔和金属引线，按照设定的功能需求，采用所述金属引线进行电连接，以构成内部集成了高压启动器件、温度检测器件和开关器件的半导体开关芯片，所述高压启动器件包括所述第二横向双扩散服)3晶体管、所述多晶硅稳压二极管和所述第一多晶硅高阻值电阻，所述温度检测器件包括所述体硅二极管，所述开关器件包括所述第一横向双扩散103晶体管。
[0040]和现有技术相比，本发明的技术方案的有益效果如下:
[0041]1、本发明的温度检测器件设置在本发明的半导体开关芯片内部，不受外界环境因素的干扰，可以非常灵敏的检测到开关器件的温度变化，相比那些在开关器件的外围(比如在控制电路中、或外围采用热敏元件)进行温度检测要更精准；
[0042]2、本发明中的开关器件和高压启动器件集成在同一芯片中，相比那些外置无源元件实现高压启动的方法，可提高启动效率、降低静态功耗；
[0043]3、本发明中的开关器件为横向双扩散金属氧化物晶体管，横向双扩散金属氧化物晶体管为平面器件，其衬底连接散热片，比纵向双扩散金属氧化物晶体管集成方法(为垂直器件，散热片连接到漏极)产生的辐射电磁干扰更低，因此对控制电路和外围的电路要求更简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1表示本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0046]为了解决现有开关电源存在的功耗高、制造成本高、易受电磁干扰等问题。本发明提供了一种半导体开关芯片及其制造方法。
[0047]实施例1
[0048]本实施例提供了一种半导体开关芯片，应用于半导体器件中，如通讯设备、移动设备、工业设备、家用电器、个人电脑等。更确切地说，是应用于半导体芯片及其制造工艺中。本发明的半导体开关芯片包括:
[0049]开关器件，用于对输入电压进行脉冲调制；所述开关器件包括第一横向双扩散108晶体管；
[0050]高压启动器件，用于开启所述半导体开关芯片外围的控制芯片，所述控制芯片用于对所述开关器件实现开启和关闭功能；所述高压启动器件包括第二横向双扩散103晶体管、稳压二极管和高阻值电阻；
[0051]温度检测器件，用于实时检测所述开关器件的温度。
[0052]本发明的温度检测器件设置在本发明的半导体开关芯片内部，不受外界环境因素的干扰，可以非常灵敏的检测到开关器件的温度变化，相比那些在开关器件的外围(比如在控制电路中、或外围采用热敏元件)进行温度检测要更精准；本发明中的开关器件和高压启动器件集成在同一芯片中，相比那些外置无源元件实现高压启动的方法，可提高启动效率、降低静态功耗；本发明中的开关器件为横向双扩散金属氧化物晶体管，横向双扩散金属氧化物晶体管为平面器件，其衬底连接散热片，比纵向双扩散金属氧化物晶体管集成方法(为垂直器件，散热片连接到漏极)产生的辐射电磁干扰更低，因此对控制电路和外围的电路要求更简单。
[0053]实际应用中，尤其是大型的电路或高度集成化的电路(如印制电路板)中，器件之间的连接关系非常复杂，因此，本发明的高压启动器件中的第二横向双扩散103晶体管、所述稳压二极管和所述高阻值电阻需要按照实际设定的功能需求进行电连接。
[0054]此外，由于多晶硅具有优良的半导体特性，本发明的稳压二极管采用多晶硅稳压二极管。高阻值电阻也采用多晶硅高阻值电阻。
[0055]本发明的温度检测器件和被检测器件(在本发明中，被检测器件为开关器件)集成在同一芯片内，二极管具有优良的温度特性，其体积小，检测灵敏度高。因此，本发明的温度检测器件采用二极管实现，具体可选择体硅二极管。
[0056]实施例2
[0057]本实施例和实施例1属于同一发明构思。本实施例提供了一种半导体开关芯片的制造方法，包括以下步骤:
[0058]51:生成开关器件，开关器件用于对输入电压进行脉冲调制；所述开关器件包括第一横向双扩散103晶体管；
[0059]32:生成高压启动器件，高压启动器件用于开启所述半导体开关芯片外围的控制芯片，所述控制芯片用于对所述开关器件实现开启和关闭功能；所述高压启动器件包括第二横向双扩散103晶体管、稳压二极管和高阻值电阻；
[0060]33:生成温度检测器件，温度检测器件用于实时检测所述开关器件的温度。
[0061]由上述描述可知，本发明方法中的的温度检测器件设置在本发明的半导体开关芯片内部，不受外界环境因素的干扰，可以非常灵敏的检测到开关器件的温度变化，相比那些在开关器件的外围(比如在控制电路中、或外围采用热敏元件)进行温度检测要更精准；本发明方法中的开关器件和高压启动器件集成在同一芯片中，相比那些外置无源元件实现高压启动的方法，可提高启动效率、降低静态功耗；本发明中的开关器件为横向双扩散金属氧化物晶体管，横向双扩散金属氧化物晶体管为平面器件，其衬底连接散热片，比纵向双扩散金属氧化物晶体管集成方法(为垂直器件，散热片连接到漏极)产生的辐射电磁干扰更低，因此对控制电路和外围的？⑶电路要求更简单。
[0062]具体的操作如下:
[0063]步骤1:在？型衬底正面的表面内形成漂移区，所述漂移区包括第一漂移区和第二漂移区；
[0064]步骤2:在所述？型衬底正面的表面内形成体区，所述体区包括第一体区和第二体区；所述第一体区靠近所述第一漂移区；所述第二体区靠近所述第二漂移区；
[0065]步骤3:在所述？型衬底正面的表面上形成场氧化层，所述场氧化层包括第一场氧化层、第二场氧化层、第三场氧化层和第四场氧化层，所述第一场氧化层位于所述第一漂移区的表面，所述第二场氧化层位于所述第二漂移区的表面；
[0066]步骤4:在所述第一场氧化层、第二场氧化层、第三场氧化层、第四场氧化层覆盖区域之外的区域形成栅氧化层；
[0067]步骤5:在所述场氧化层和所述栅氧化层的表面上形成多晶硅栅和多晶硅高阻值电阻，所述多晶硅栅包括第一多晶硅栅和第二多晶硅栅，所述第一多晶硅栅位于栅氧化层的表面并延伸至第一场氧化层的表面，所述第二多晶硅栅位于栅氧化层的表面并延伸至第二场氧化层的表面；所述多晶硅高阻值电阻位于第三场氧化层的表面，包括第一多晶硅高阻值电阻和第二多晶硅高阻值电阻；
[0068]所述第二多晶硅高阻值电阻为~型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻或者？型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻，掺杂浓度为1217?8218原子/立方厘米。
[0069]步骤6:在设定区域形成~型重掺杂区和？型重掺杂区，所述~型重掺杂区和所述？型重掺杂区的掺杂浓度为1219?1221原子/立方厘米。具体包括:
[0070]步骤601:在所述第一漂移区的表面内形成第一 ~型重掺杂区，在所述第一体区的表面内形成第二 ~型重掺杂区和第一 ？型重掺杂区，所述第一漂移区、所述第一体区、所述第一 ~型重掺杂区、所述第二 ~型重掺杂区、所述第一？型重掺杂区、所述第一场氧化层、所述第一多晶娃栅和所述栅氧化层构成第一横向双扩散服)3晶体管；
[0071〕 步骤602:在所述第二漂移区的表面内形成第三~型重掺杂区，在所述第二体区的表面内形成第四~型重掺杂区和第二？型重掺杂区，所述第二漂移区、所述第二体区、所述第三~型重掺杂区、所述第四~型重掺杂区、所述第二？型重掺杂区、所述第二场氧化层、所述第二多晶硅栅和所述栅氧化层构成第二横向双扩散服)3晶体管；
[0072]步骤603:在所述？型衬底正面的表面内形成第五~型重掺杂区和第三？型重掺杂区，所述第五~型重掺杂区和所述第三？型重掺杂区构成体硅二极管；
[0073]步骤604:在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四？型重掺杂区，或者，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六~型重掺杂区。
[0074]当所述第二多晶硅高阻值电阻为~型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四？型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管；或者，当所述第二多晶硅高阻值电阻为？型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六~型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管。
[0075]完成了上述步骤后，需要将本发明的高压启动器件、温度检测器件和开关器件按照实际的功能需要进行连接。
[0076]步骤7:制作接触孔和金属引线，按照设定的功能需求，采用所述金属引线进行电连接，以构成内部集成了高压启动器件、温度检测器件和开关器件的半导体开关芯片，所述高压启动器件包括所述第二横向双扩散服)3晶体管、所述多晶硅稳压二极管和所述第一多晶硅高阻值电阻，所述温度检测器件包括所述体硅二极管，所述开关器件包括所述第一横向双扩散103晶体管。
[0077]本发明采用横向双扩散服)3晶体管与高压启动、温度检测电路集成在同一芯片中，一方面不需要外置无源元件的方式来实现高压启动，从而提高启动效率、降低静态功耗；而且温度检测电路和11^03集成在同一芯片中，其温度检测的精准度会更高；另一方面，采用本方案，外置的控制电路和外围的电路会更简单。
[0078]这种自带高压启动功能和温度检测功能的0)103集成器件，真正实现了 “智能10103”的意义。
[0079]实施例3
[0080]以下通过一个实际场景对本发明进行说明。
[0081]本实施例的半导体开关芯片至少包括两个0)103、一个体娃二极管、一个多晶娃稳压二极管、一个多晶硅高阻值电阻，这些元件集成在同一芯片中，并按照功能要求用金属连接起来；其中的一个0)^)3和所述多晶硅稳压二极管、所述多晶硅高阻值电阻连接在一起实现高压启动功能，另一个0)103作为开关器件；其中的体硅二极管，实现温度检测功能；从而实现自带高压启动功能和温度检测功能的0)103开关器件；
[0082]其中，所述体硅二极管，由~型掺杂硅和？型掺杂硅构成4型掺杂硅和？型掺杂硅的掺杂浓度不限；所述多晶硅高阻值电阻，由~型轻掺杂多晶硅(化多晶硅)或？型轻掺杂多晶硅(卜多晶硅)构成，掺杂浓度为1217?8218原子丨立方厘米；所述多晶硅稳压二极管，由~型轻掺杂多晶硅多晶硅)和？型重掺杂多晶硅(9+多晶硅)构成，其中的.多晶硅的掺杂浓度为1217?8218原子/立方厘米，？十多晶硅的掺杂浓度为1219?1221原子丨立方厘米，或由~型重掺杂多晶硅(奸多晶硅)和？型轻掺杂多晶硅(^-多晶硅)构成，其中的多晶硅的掺杂浓度为1217?8218原子丨立方厘米，奸多晶硅的掺杂浓度为1219?1221原子/立方厘米；所述0)103，其结构包括栅氧化层、场氧化层、体区、漂移区，由~型重掺杂硅(奸)构成的源极和漏极，的掺杂浓度为1219?1221原子/立方厘米，由？型重掺杂硅$+)构成的体区？十，的掺杂浓度为1219?1221原子/立方厘米，由~型重掺杂多晶硅(奸多晶硅)构成的多晶硅栅，多晶硅栅的掺杂浓度为1220?1222原子/立方厘米；优选的，所述体硅二极管由？型重掺杂硅$+)和~型重掺杂硅(奸)构成，从而可减少体硅的掺杂种类，降低工艺成本。
[0083]相应地，本发明的半导体开关芯片的制造方法为:
[0084]8301:在衬底上形成漂移区、体区、场氧化层、栅氧化层、多晶硅；
[0085]8302:对多晶硅进行掺杂，形成~型轻掺杂多晶硅多晶硅)〔或？型轻掺杂多晶硅(^-多晶硅)]和~型重掺杂多晶硅(奸多晶硅),其中4型轻掺杂多晶硅(或？型轻掺杂多晶硅)的掺杂浓度为1217?8218原子/立方厘米，^型重掺杂多晶硅的掺杂浓度为1220?1222原子/立方厘米；
[0086]8303:采取光刻、刻蚀工艺，形成多晶硅栅(由奸多晶硅构成?、多晶硅高阻值电阻(由化多晶硅或卜多晶硅构成)；
[0087]8304:采取光刻、离子注入掺杂工艺，形成~型掺杂硅、？型掺杂硅，？型重掺杂多晶硅(^+多晶硅)[或~型重掺杂多晶硅(奸多晶硅),其中，？型重掺杂多晶硅(或~型重掺杂多晶硅)的掺杂浓度为1219?1221原子/立方厘米；
[0088]其中，所述？型重掺杂多晶硅$+多晶硅)形成于所述~型轻掺杂多晶硅(.多晶硅)的部分区域，从而形成由^多晶硅和所述？+多晶硅构成多晶硅稳压二极管；或所述~型重掺杂多晶硅(奸多晶硅)形成于所述？型轻掺杂多晶硅(卜多晶硅)的部分区域，从而形成由卜多晶硅和所述奸多晶硅构成多晶硅稳压二极管；
[0089]所述~型掺杂硅和所述？型掺杂硅构成0)103的源极奸、漏极奸、体区和体硅二极管。
[0090]本发明可包含多个0)103，以下通过包含两个0)103的情况对上述方法在实际中的实现操作进行具体说明，结合图1所示:
[0091]步骤1:在？型衬底301正面的表面内形成漂移区，所述漂移区包括第一漂移区302和第二漂移区303 ；
[0092]步骤2:在所述？型衬底301正面的表面内形成体区，所述体区包括第一体区304和第二体区305 ；所述第一体区304靠近所述第一漂移区302 ；所述第二体区305靠近所述第二漂移区303 ；
[0093]步骤3:在所述？型衬底301正面的表面上形成场氧化层，所述场氧化层包括第一场氧化层306、第二场氧化层307、第三场氧化层308和第四场氧化层309，所述第一场氧化层306位于所述第一漂移区302的表面，所述第二场氧化层307位于所述第二漂移区303的表面；
[0094]步骤4:在所述第一场氧化层306、第二场氧化层307、第三场氧化层308和第四场氧化层309覆盖区域之外的区域形成栅氧化层310 ；
[0095]步骤5:在所述场氧化层和所述栅氧化层310的表面上形成多晶硅栅和多晶硅高阻值电阻，所述多晶硅栅包括第一多晶硅栅311和第二多晶硅栅312，所述第一多晶硅栅311位于栅氧化层310的表面并延伸至第一场氧化层306的表面，所述第二多晶硅栅312位于栅氧化层310的表面并延伸至第二场氧化层307的表面；所述多晶硅高阻值电阻位于第三场氧化层308的表面，包括第一多晶硅高阻值电阻313和第二多晶硅高阻值电阻314 ；
[0096]所述第二多晶硅高阻值电阻314为~型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻或者？型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻。
[0097]步骤6:在设定区域形成~型重掺杂区和？型重掺杂区。具体包括:
[0098]步骤601:在所述第一漂移区302的表面内形成第一 ~型重掺杂区315，在所述第一体区304的表面内形成第二 ~型重掺杂区316和第一 ？型重掺杂区320，所述第一漂移区302、所述第一体区304、所述第一~型重掺杂区315、所述第二 ~型重掺杂区316、所述第一？型重掺杂区320、所述第一场氧化层306、所述第一多晶硅栅311和所述栅氧化层310构成第一横向双扩散103晶体管；
[0099]步骤602:在所述第二漂移区303的表面内形成第三~型重掺杂区317，在所述第二体区305的表面内形成第四~型重掺杂区318和第二 ？型重掺杂区321，所述第二漂移区
303、所述第二体区305、所述第三~型重掺杂区317、所述第四~型重掺杂区318、所述第二？型重掺杂区321、所述第二场氧化层307、所述第二多晶硅栅312和所述栅氧化层310构成第二横向双扩散103晶体管；
[0100]步骤603:在所述？型衬底301正面的表面内形成第五~型重掺杂区319和第三？型重掺杂区322，所述第五~型重掺杂区319和所述第三？型重掺杂区322构成体硅二极管；
[0101]步骤604:在所述第二多晶硅高阻值电阻314的一端形成第四？型重掺杂区，或者，在所述第二多晶硅高阻值电阻314的一端形成第六~型重掺杂区。最终的结果如图1所示，其中，第四？型重掺杂区(或第六~型重掺杂区)未在图中示出。
[0102]当所述第二多晶硅高阻值电阻314为~型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻314的一端形成第四？型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管；或者，当所述第二多晶硅高阻值电阻314为？型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻314的一端形成第六~型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管。
[0103]开关电源的温度变化主要来源于其中的开关器件(在本发明中，为10103),本发明中实现温度检测功能的体硅二极管与10服)3 —同制作在体硅中，当11^03的温度发生变化时，体硅二极管可以非常灵敏的检测到其温度变化，相比那些在开关器件的外围(比如在控制电路中、或外围采用热敏元件)进行温度检测要更精准；
[0104]本发明中的开关器件和高压启动器件集成在同一芯片中，相比那些外置无源元件实现高压启动的方法，可提高启动效率、降低静态功耗；
[0105]本发明中的开关器件为10103 (为平面器件，衬底连接散热片)，比70103集成方法(为垂直器件，散热片连接到漏极)产生的辐射刚1 (电磁干扰)更低，因此对控制电路和外围的？(?电路要求更简单。
[0106]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种半导体开关芯片，其特征在于，所述半导体开关芯片包括: 开关器件，用于对输入电压进行脉冲调制；所述开关器件包括第一横向双扩散MOS晶体管； 高压启动器件，用于开启所述半导体开关芯片外围的控制芯片，所述控制芯片用于对所述开关器件实现开启和关闭功能；所述高压启动器件包括第二横向双扩散MOS晶体管、稳压二极管和高阻值电阻； 温度检测器件，用于实时检测所述开关器件的温度。
2.根据权利要求1所述的半导体开关芯片，其特征在于，所述第二横向双扩散MOS晶体管、所述稳压二极管和所述高阻值电阻按照设定的功能需求进行电连接。
3.根据权利要求2所述的半导体开关芯片，其特征在于，所述稳压二极管包括多晶硅稳压二极管。
4.根据权利要求2所述的半导体开关芯片，其特征在于，所述高阻值电阻包括多晶硅高阻值电阻。
5.根据权利要求1所述的半导体开关芯片，其特征在于，所述温度检测器件包括二极管。
6.根据权利要求5所述的半导体开关芯片，其特征在于，所述二极管为体硅二极管。
7.一种半导体开关芯片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 在P型衬底正面的表面内形成漂移区，所述漂移区包括第一漂移区和第二漂移区；在所述P型衬底正面的表面内形成体区，所述体区包括第一体区和第二体区；所述第一体区靠近所述第一漂移区；所述第二体区靠近所述第二漂移区； 在所述P型衬底正面的表面上形成场氧化层，所述场氧化层包括第一场氧化层、第二场氧化层、第三场氧化层和第四场氧化层，所述第一场氧化层位于所述第一漂移区的表面，所述第二场氧化层位于所述第二漂移区的表面； 在所述第一场氧化层、第二场氧化层、第三场氧化层、第四场氧化层覆盖区域之外的区域形成栅氧化层； 在所述场氧化层和所述栅氧化层的表面上形成多晶硅栅和多晶硅高阻值电阻，所述多晶娃栅包括第一多晶娃栅和第二多晶娃栅，所述第一多晶娃栅位于栅氧化层的表面并延伸至第一场氧化层的表面，所述第二多晶硅栅位于栅氧化层的表面并延伸至第二场氧化层的表面；所述多晶硅高阻值电阻位于第三场氧化层的表面，包括第一多晶硅高阻值电阻和第二多晶硅高阻值电阻； 在设定区域形成N型重掺杂区和P型重掺杂区。
8.根据权利要求7所述的半导体开关芯片的制造方法，其特征在于，所述第二多晶硅高阻值电阻为N型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻或者P型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻。
9.根据权利要求7所述的半导体开关芯片的制造方法，其特征在于，所述在设定区域形成N型重掺杂区和P型重掺杂区,包括: 在所述第一漂移区的表面内形成第一 N型重掺杂区，在所述第一体区的表面内形成第二 N型重掺杂区和第一 P型重掺杂区，所述第一漂移区、所述第一体区、所述第一 N型重掺杂区、所述第二 N型重掺杂区、所述第一 P型重掺杂区、所述第一场氧化层、所述第一多晶硅栅和所述栅氧化层构成第一横向双扩散MOS晶体管； 在所述第二漂移区的表面内形成第三N型重掺杂区，在所述第二体区的表面内形成第四N型重掺杂区和第二 P型重掺杂区，所述第二漂移区、所述第二体区、所述第三N型重掺杂区、所述第四N型重掺杂区、所述第二 P型重掺杂区、所述第二场氧化层、所述第二多晶硅栅和所述栅氧化层构成第二横向双扩散MOS晶体管； 在所述P型衬底正面的表面内形成第五N型重掺杂区和第三P型重掺杂区，所述第五N型重掺杂区和所述第三P型重掺杂区构成体硅二极管； 在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四P型重掺杂区，或者，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六N型重掺杂区。
10.根据权利要求9所述的半导体开关芯片的制造方法，其特征在于，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四P型重掺杂区，或者，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六N型重掺杂区，具体为: 当所述第二多晶硅高阻值电阻为N型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第四P型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管； 或者， 当所述第二多晶硅高阻值电阻为P型轻掺杂的多晶硅高阻值电阻时，在所述第二多晶硅高阻值电阻的一端形成第六N型重掺杂区，构成多晶硅稳压二极管。
11.根据权利要求7所述的半导体开关芯片的制造方法，其特征在于，所述在设定区域形成N型重掺杂区和P型重掺杂区之后，还包括: 制作接触孔和金属引线，按照设定的功能需求，采用所述金属引线进行电连接，以构成内部集成了高压启动器件、温度检测器件和开关器件的半导体开关芯片，所述高压启动器件包括所述第二横向双扩散MOS晶体管、所述多晶硅稳压二极管和所述第一多晶硅高阻值电阻，所述温度检测器件包括所述体硅二极管，所述开关器件包括所述第一横向双扩散MOS晶体管。
【文档编号】H01L27/06GK104465645SQ201310439000
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】潘光燃, 石金成, 文燕, 马万里, 高振杰 申请人:北大方正集团有限公司, 深圳方正微电子有限公司