专利名称：一种有效收集衬底电流的ldmos版图结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体器件中的LDMOS版图结构，尤其涉及一种有效收集衬底电流的LDMOS版图结构。
背景技术：
在显示驱动和电源管理的产品中，我们需要提供能够耐高压和通过大电流等特性的高压器件。在高压功率集成电路中常采用高压LDMOS满足耐高压、实现功率控制等方面的要求，常用于射频功率电路。与晶体管相比，在关键的器件特性方面，如增益、线性度、开关性能、散热性能以及减少级数等方面优势很明显。LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体器件)由于更容易和CMOS工艺的兼容，被广泛采用。我们只需要通过对CMOS工艺少量的变化就可以得到高性能的LDMOS器件。LDMOS器件通常被用于高压开关，当LDMOS在开关的瞬间，它在漏极和栅极区上的电压同时达到最大，在强电场和大电流的作用下，在沟道内发生了碰撞电离，会产生大量的热载流子和相应的衬底电流，当衬底电流大到一定的程度时，衬底寄生的NPN双极型晶体管被开启，并产生Snapkick(快反向)的现象，最终造成器件被烧毁。所以LDMOS的安全工作区域就是小于它能承受的最大的漏极和栅极区电压之内的范围，为了扩大它的安全工作区域，我们就希望它能承受更大的衬底电流。而衬底电流产生在P型体区靠近沟道的区域， 并通过LDMOS的P型体接触引出去的，P型体接触离衬底电流越近，它的引出效果越好，衬底电流被快速引出后，衬底的寄生管就不容易被开启。图1为现有技术中LDMOS制备方法的版图设计的示意图。图2为利用图1所示版图形成的沿图3中20的器件剖面结构示意图。如图1和图2所示，在传统的LDMOS的结构中，有源区包括源区9、漏区8以及体引出区 11，体引出区11与源区9通过场区2相间隔，在N型漂移区5中形成有漏区8，在P型体区 7中形成有源区9和体引出区11，其形成过程为在P型体区7中进行P+注入，形成P+掺杂区作为体引出区11，在N型漂移区5和P型体区7中分别进行N+注入形成N型掺杂区，分别作为漏区8和源区9 ；在衬底上形成栅极区3，并对栅极区3进行沟道注入，以在栅极区3 下方形成沟道区(图中未标示)，其中在源区9、漏区8、栅极区3、N型漂移区5、以及P型体区7上形成有接触孔13，由于源区9位于体引出去11与栅极区3下方的沟道区之间，则体引出区11到沟道区中间相隔源区9，故体引出区11距离沟道区较远，造成沟道区中产生的多余的衬底电流无法及时通过体引出区11收集。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种有效收集衬底电流的LDMOS的版图结构，该版图结构中体引出区与源区平行交替地排列于P型体区中，以达到有效地收集由于碰撞电离产生的衬底电流，及扩大LDMOS的安全工作区域的目的。为解决上述问题，本实用新型提供一种有效收集衬底电流的LDMOS版图结构，包括P型体区、N型漂移区、源区、漏区、体引出区以及栅极区，所述P型体区与N型漂移区相邻，所述栅极区跨设于P型体区和N型漂移区上方，所述漏区位于所述N型漂移区中，所述源区、体引出区平行交替排列于P型体区中，所述源区、体引出区均通过栅极区与所述漏区分隔开，所述源区、体引出区均与所述栅极区的边界相接或部分重合。进一步的，所述源区、漏区、体引出区以及栅极区上分别设置有若干接触孔。进一步的，所述源区、漏区、体引出区的面积与所述接触孔的面积相适配。进一步的，所述源区、体引出区相邻的边界相接，非相邻的边界相应对齐。进一步的，所述源区与所述漏区为N型掺杂注入区，所述体引出区为P型掺杂注入区。综上所述，本实用新型中所述LDMOS器件中在P型体区中形成体引出区和源区的交替排列，使体引出区靠近栅极区，进而靠近位于栅极区下方的沟道区，使得体引出区的位置更靠近热载流子和相应的衬底电流产生的沟道区域，从而在强电场和大电流的作用下， 减小在LDMOS的沟道内发生碰撞电离，通过体引出区快速转移大量的热载流子和相应的衬底电流，达到快速有效地收集衬底电流的目的，从而可以快速有效得将衬底电流导出，防止器件被烧毁。
图1为现有技术中LDMOS制备方法的版图结构的示意图。图2为利用图1所示版图形成的沿图3中20的器件剖面结构示意图。图3为本实用新型中LDMOS制备方法一实施例中的版图结构的示意图。图4为利用图3所示版图形成的沿图3中201的器件剖面结构示意图。图5为利用图3所示版图形成的沿图3中202的器件剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。本实用新型的核心思想是本实用新型要通过提供一种有效收集衬底电流的 LDMOS版图结构，在所述P型体区中形成的源区以及体引出区为平行交替排列结构，以使体引出区更靠近源区和漏区之间的沟道去，从而达到更有效地收集由于碰撞电离产生的衬底电流，避免衬底电流过大而开启寄生的NPN双极型晶体管，防止器件进入Snapkick (快反向)的现象并烧毁，以达到扩大LDMOS的安全工作区域的目的。图3为本实用新型LDMOS制备方法一实施例中的版图结构的示意图。图4为利用图3所示版图形成的沿图3中201的器件剖面结构示意图。图5为利用图3所示版图形成的沿图3中202的器件剖面结构示意图。请结合图3 图5。在LDMOS的P型体区107注入的区域中，非采用传统LDMOS中独立的体引出区111，而是将源区109与体引出区111平行交替相邻排列于P型体区107中，且源区109与体引出区111的边界对齐，源区109和体引出区111均与栅极区103对齐或部分重叠，从而使体弓丨出区111更加靠近源区109与漏区108之间的沟道区域，且源极电流和体引出区的电流能够均勻分布，则有利于转移由于沟道中的碰撞电离产生的大量热载流子和衬底电流。其中，在LDMOS的栅极区103，源区109和体引出区111分别打上形成若干接触孔113，其中源区109、漏区108以及体引出区111的面积以能放下一个接触孔为标准，从而减小器件尺寸面积。本实用新型所述LDMOS版图结构包括P型体区107、N型漂移区105、源区109、漏区108、体引出区111以及栅极区103，所述P型体区107与N型漂移区105相邻，所述漏区 108位于所述N型漂移区105中，所述源区109、体引出区111平行交替排列于P型体区107 中，所述有源区版用以定义有源区101和场区102，所述场区102将有源区间隔开，有源区 101包括源区109、漏区108和体引出区111，N型漂移区版及P型体区版用以在有源区101 中形成N型漂移区105和P型体区107。所述源区109、体引出区111均与所述栅极区103 的边界相接或部分重合，所述栅极区103跨设于P型体区107和N型漂移区105上方，所述源区109、体引出区111均通过栅极区103与所述漏区10分隔开。其中，所述源区109、体引出区11相邻的边界相接，非相邻的边界相应对齐。所述源区109与所述漏区108为N型掺杂注入区110，所述体引出区111为P型掺杂注入区112， 所述源区109、体引出区111相邻的边界相接，非相邻的边界相应对齐。其中栅极区103两侧还形成有氧化物侧墙104。其中有掺杂离子注入的区域均为有源区101，包括源区109、漏区108以及体引出区111。在本实施例中，所述源区109、漏区108、体引出区111以及栅极区103上均设置有若干接触孔113，所述源区109、漏区108、体引出区111的面积与所述接触孔113的面积相适配，即在LDMOS栅极区，源区，漏区和体弓I出区分别打上接触孔113。源区109与体弓|出区 111的面积以能放下一个接触孔为标准，以减小器件尺寸面积。综上所述，本发明中所述LDMOS器件中在P型体区中形成体引出区和源区的交替排列，使体引出区靠近栅极区，进而靠近位于栅极区下方的沟道区，使得体引出区的位置更靠近热载流子和相应的衬底电流产生的沟道区域，从而在强电场和大电流的作用下，减小在LDMOS的沟道内发生碰撞电离，通过体引出区快速转移大量的热载流子和相应的衬底电流，达到快速有效地收集衬底电流的目的，从而可以快速有效得将衬底电流导出，防止器件被烧毁。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求1.一种有效收集衬底电流的LDMOS版图结构，其特征在于，包括P型体区、N型漂移区、 源区、漏区、体引出区以及栅极区，所述P型体区与N型漂移区相邻，所述栅极区跨设于P型体区和N型漂移区上方，所述漏区位于所述N型漂移区中，所述源区、体引出区平行交替排列于P型体区中，所述源区、体引出区均通过栅极区与所述漏区分隔开，所述源区、体引出区均与所述栅极区的边界相接或部分重合。
2.如权利要求1所述的有效收集衬底电流的LDMOS版图结构，其特征在于，所述源区、 漏区、体引出区以及栅极区上分别设置有若干接触孔。
3.如权利要求2所述的有效收集衬底电流的LDMOS版图结构，其特征在于，所述源区、 漏区、体引出区的面积与所述接触孔的面积相适配。
4.如权利要求1所述的有效收集衬底电流的LDMOS版图结构，其特征在于，所述源区与体引出区相邻的边界相接，非相邻的边界相应对齐。
5.如权利要求1所述的有效收集衬底电流的LDMOS版图结构，其特征在于，所述源区与所述漏区为N型掺杂注入区，所述体引出区为P型掺杂注入区。
专利摘要本实用新型公开了一种有效收集衬底电流的LDMOS版图结构，包括P型体区、N型漂移区、源区、漏区、体引出区以及栅极区，所述P型体区与N型漂移区相邻，所述栅极区跨设于P型体区和N型漂移区上方，所述漏区位于所述N型漂移区中，所述源区、体引出区平行交替排列于P型体区中，所述源区、体引出区均通过栅极区与所述漏区分隔开，所述源区、体引出区均与所述栅极区的边界相接或部分重合。本实用新型中所述版图结构的体引出区更靠近产生热载流子和相应的衬底电流产生的沟道区域，更有效地收集衬底电流，避免衬底电流过大而开启寄生的NPN双极型晶体管，防止器件损坏，从而达到了扩大LDMOS的安全工作区域的目的。
文档编号H01L29/06GK202134539SQ201120214928
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者肖慧敏, 陈力山, 顾学强 申请人:上海集成电路研发中心有限公司