专利名称：带二极管保护电路的mos场效应晶体管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带二极管保护电路的MOS场效应晶体管，属半导体器件技 术领域。
背景技术：
随着微电子技术的飞速发展，半导体器件已广泛应用于宇航、军事、工业和民 用产品当中。场效应晶体管作为半导体器件中的一种器件，与双极型晶体管相比，具有 输入阻抗高、噪声系数低、热稳定性能好、抗辐射能力强等特点，在各类电器控制线路 中发挥重要的作用。有一类以二氧化硅作为栅极绝缘物的“金属-氧化物-半导体”场 效应晶体管，是目前最为常见的绝缘栅场效应晶体管，通常称“MOS晶体管”。其工作 原理是栅极电压通过改变沟道中的感应电荷量来调制漏源电流。由于这类场效应管的栅 极制作在一层很薄的二氧化硅绝缘层上，随着半导体表面电荷的积累，会在绝缘层上产 生很强的电场，很容易击穿二氧化硅层导致器件损坏。因此这类器件在包装时需要把三 个引线电极短路连接，这会给生产、包装运输和器件使用带来不便。
发明内容本实用新型的目的是，针对MOS场效应晶体管在生产、使用时，由于半导体表 面电荷的积累，容易造成器件的损坏难题，设计和推出一种带二极管保护电路的MOS场 效应晶体管，可以较好地解决这一难题。本实用新型的技术方案是，在生产MOS场效应晶体管时，通过生产工艺的改 变，在源、栅之间设置两个背靠背的二极管相连，形成二极管保护电路。即在制作MOS 场效应晶体管时，利用P型单晶片作衬底，在P型单晶片上制作源区低浓度的N型区时， 同时制作保护二极管的N区；在硅片上形成P型区用作MOS管的保护环和保护二极管的 两个P型区，在硅片的表面的版图上，在源、栅之间就有了两个背靠背的二极管相连。本实用新型带二极管保护电路的MOS场效应晶体管具备以下特征以P型单晶硅片作衬底；设于衬底上作源区的N型区和保护二极管的N区；设于硅片上用作MOS管的保护环和保护二极管的两个P型区；设在硅片上用作MOS管的源漏N型区；设在MOS管的栅区形成一层作为绝缘栅介质的二氧化硅层。设于P型单晶片衬底上的源极、漏极和栅极区构成MOS场效应管；设于P型单 晶片衬底上保护二极管的N区与设于硅片上用作保护二极管的两个P型区构成两个背靠 背的二极管，保护二极管连接在场效应管的源、栅极之间。本实用新型带二极管保护电路的MOS场效应晶体管通过以下工艺实现(1)利用P型单晶片作衬底，利用高扩散的方法，在P型单晶片上制作源区低浓 度的N型区时，同时制作保护二极管的N区；[0014](2)仍利用高温扩散的方法在硅片上形成用作MOS管的保护环和保护二极管的 两个P型区；[0015](3)再次利用高温扩散的方法，在硅片上制作MOS管的源漏N型区；[0016](4)在MOS管的栅区形成一层薄的二氧化硅层，作为绝缘栅介质；[0017](5)在硅片表面形成金属化导电电极。[0018]至此在硅片的表面的版图上，设于P型单晶片衬底上保护二极管的N区与设于 硅片上用作保护二极管的两个P型区构成两个背靠背的二极管，连接在MOS场效应晶体 管硅片的源、栅之间。当半导体表面的电荷积累过多时，可以通过二极管进行泄放，增 强了器件的可靠性。[0019]本实用新型与现有技术比较的有益效果是，传统的场效应管的栅极制作在一层 很薄的二氧化硅绝缘层上，随着半导体表面电荷的积累，会在绝缘层上产生很强的电 场，很容易击穿二氧化硅层导致器件损坏。本实用新型在连接MOS场效应晶体管硅片的 源、栅之间形成了两个背靠背的二极管，当半导体表面的电荷积累过多时，可以通过二 极管进行泄放，大大增强了器件的可靠性。[0020]本实用新型适用于MOS场效应晶体管。
[0021]图1为本实用新型带二极管保护电路的MOS场效应晶体管电原理图；[0022]图2为本实用新型带二极管保护电路的MOS场效应晶体管外形和管脚排列图；[0023]图3为本实施例带二极管保护电路的MOS场效应晶体管芯片平面示意图；[0024]图中图号和字母表示(1)漏极(D极)；(2)栅极(G极)；(3)源极6极)； (4)背靠背的二极管；(5)管壳。
具体实施方式
[0025]图3所示为本实施例带二极管保护电路的MOS场效应晶体管芯片平面示意图， 其中(1)为本实施例MOS场效应晶体管芯片的漏极，(2)为本实施例MOS场效应晶体管 芯片的栅极，(3)为本实施例MOS场效应晶体管芯片的源极；连接栅极与源极的⑷为背靠背保护二极管。[0026]本实施例带二极管保护电路的MOS场效应晶体管通过以下工艺实现[0027](1)利用P型单晶片作衬底，利用高扩散的方法，在P型单晶片上制作源区低浓 度的N型区时，同时制作保护二极管的N区；[0028](2)仍利用高温扩散的方法在硅片上形成用作MOS管的保护环和保护二极管的 两个P型区；[0029](3)再次利用高温扩散的方法，在硅片上制作MOS管的源漏N型区；[0030](4)在MOS管的栅区形成一层薄的二氧化硅层，作为绝缘栅介质；[0031](5)在硅片表面形成金属化导电电极。[0032]至此在硅片的表面的版图上，设于P型单晶片衬底上{尉户二极管的N区与设于硅片上用 作M户二极管的两个P型区构成了两个背靠背的二极管，连接在MOS场效应晶体管娃片的源、栅 之间。当半导体表面的电荷积累过多时，可以逝二极體行泄放，±曾强了器件的可靠性。
权利要求1.一种带二极管保护电路的MOS场效应晶体管，其特征是，具备 以P型单晶硅片作衬底；设于衬底上用作源区的N型区和保护二极管的N区； 设于硅片上用作MOS管的保护环和保护二极管的两个P型区； 设在硅片上的MOS管的源漏N型区； 设在MOS管的栅区形成一层作为绝缘栅介质的二氧化硅层。
2.根据权利要求1所述的带二极管保护电路的MOS场效应晶体管，其特征是，所述 设于P型单晶片衬底上的源极、漏极和栅极区构成MOS场效应管；设于P型单晶片衬底 上保护二极管的N区与设于硅片上用作保护二极管的两个P型区构成了两个背靠背的二 极管，连接在MOS场效应晶体管硅片的源、栅之间。
专利摘要一种带二极管保护电路的MOS场效应晶体管，该场效应晶体管包括以P型单晶硅片作衬底；设于衬底上作源区的N型区和保护二极管的N区；设于硅片上用作MOS管的保护环和保护二极管的两个P型区；设在硅片上的MOS管的源漏N型区；设在MOS管的栅区形成一层作为绝缘栅介质的二氧化硅层。所述设于P型单晶片衬底上保护二极管的N区与设于硅片上用作保护二极管的两个P型区构成两个背靠背的二极管，连接在MOS场效应晶体管硅片的源、栅之间。本实用新型适用于MOS场效应晶体管。
文档编号H01L29/10GK201804874SQ201020149708
公开日2011年4月20日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者蔡家梁 申请人:江西联创特种微电子有限公司