专利名称：平面高压晶体管的分压环的制造方法
技术领域：
本发明涉及平面高压晶体管的耐压技术，尤其涉及平面高压晶体管的分压环设计技术。
背景技术：
平面高压晶体管的终端PN结弯曲通常会引起电 场集中，导致平面高压晶体管的击穿耐压大大低于理论值，在平面高压晶体管中常采用分压环降低表面电场强度，提高击穿耐压。常规的平面高压晶体管的分压环与主结同时形成，其实现步骤如下(I)对平面高压晶体管的SI02层进行光刻、刻蚀，形成主结窗口、分压环窗口，如图 I (a);(2)对平面高压晶体管主结窗口、分压环图形窗口进行氧化，如图1(b)；(3)平面高压晶体管的主结窗口、分压环图形窗口每平方厘米注入1E14 2E15个硼离子，如图1(c)；(4)平面高压晶体管的主结窗口、分压环窗口进行注入退火，形成主结、分压环，如图I⑷。上述方法形成的分压环结深、浓度与主结相同，分压环与主结的环间距通常在几十微米，例如当主结结深在15um的平面高压晶体管，其环间距一般在60um;当主结结深在6um的平面高压晶体管，其环间距一般在50um以上。分压环与主结的环间距的大小对大尺寸晶体管的成本影响相对较小，而对小尺寸晶体管的成本影响很大，如尺寸为ImmX Imm的芯片，其分压环与主结的环间距有可能占用芯片总面积的10%，而对于更高电压的平面高压晶体管可能还需要两个分压环或更多个分压环，分压环所占用的面积将导致芯片成本过闻。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，提供可以降低芯片面积，降低生产成本的平面高压晶体管的分压环制造方法。同时本发明还提供了一种平面高压晶体管的分压环结构。一种平面高压晶体管的分压环制造方法，平面晶体管的主结和分压环在不同的工序中形成，包括如下步骤(I)采用扩散工艺在N层形成平面高压晶体管的主结；(2)对平面高压晶体管的SI02层进行光刻刻蚀，在SI02层形成分压环窗口 ；(3)对平面高压晶体管的分压环窗口进行氧化；(4)在平面高压晶体管的分压环窗口注入小剂量硼；(5)对平面高压晶体管的分压环窗口进行注入退火，形成分压环；上述方法中可以根据产品的耐压要求，可以形成一个分压环，也可以同时形成数个分压环。所述分压环每平方厘米注入1E12 1E13个硼离子。另外一种平面高压晶体管的分压环制造方法，平面晶体管的主结和分压环在不同的工序中形成，包括如下步骤(I)对平面高压晶体管的SI02层进行光刻刻蚀，形成主结窗口、分压环窗口 ；(2)对平面高压晶体管的主结窗口、分压环窗口予氧化；
(3)平面高压晶体管的主结窗口、分压环窗口每平方厘米注入1E12 1E13个硼离子;(4)对平面高压晶体管的主结窗口进行光刻；(5)在平面高压晶体管的主结窗口每平方厘米注入1E14 1E15个硼离子；(6)去除平面高压晶体管的分压环窗口和其他区域的光刻胶；(7)平面高压晶体管的主结窗口、分压环窗口进行注入退火，形成主结和分压环；上述方法中可以根据产品的耐压要求，可以形成一个分压环，也可以同时形成数个分压环。平面高压晶体管的分压环结构，在N层中，包括一个或数个分压环、一个主结，所述分压环与主结的环间距通常在(8 20) um。进一步，所述分压环与主结的间距比主结结深大2 lOum。进一步，所述分压环结深小于主结结深的50%，分压环的掺杂浓度小于主结掺杂浓度的10%。进一步，所述分压环的个数根据产品的耐压要求决定，当分压环多于一个时，各分压环之间的间距6um 15um。本发明提出的平面高压晶体管的分压环制造方法，其有益效果在于I.采用本方法形成的平面高压晶体管，分压环占用面积小，可以降低平面高压晶体管成本，分压环杂质浓度与外延浓度相近，可以确保在PN结反向偏压时分压环已耗尽，分压环上的电场比传统工艺方法形成的分压环上的电场强度大很多(常规分压环工艺分压环上的电场强度为零或很小)，同时个分压环间距小在保持最大雪崩电场强度E不变的情况下，极大地提高了分压环区域的平均电场强度，从而改善了平均单位尺寸承受的电压大小，最终使平面高压晶体管在相同电压下所需分压环的尺寸大幅下降，可进一步降低了芯片成本。2.同时分压环与主结的环间距大大减少，分压环环宽可以按最小光刻尺寸设计。
图I (a)-I (d)为传统的平面高压晶体管的分压环形成步骤2 (a)-2(e)为本发明提出第一种的平面高压晶体管的分压环形成步骤2(f)为第一种的平面高压晶体管的多个分压环示意3(a)_3(g)为本发明提出另外一种的平面高压晶体管的分压环形成步骤3(h)为另外一种的平面高压晶体管的多个分压环示意图
具体实施例方式以下结合附图对本发明内容进一步说明。一种平面高压晶体管的分压环制造方法，平面晶体管的主结和分压环在不同的工序中形成，包括如下步骤(I)采用扩散工艺在N层形成平面高压晶体管的主结，如图2(a)；(2)对平面高压晶体管的SI02层进行光刻刻蚀，在SI02层形成分压环窗口，如图2(b)；(3)对平面高压晶体管的分压环窗口进行氧化，如图2(c)；(4)在平面高压晶体管的分压环窗口注入小剂量硼，如图2(d)； (5)对平面高压晶体管的分压环窗口进行注入退火，形成分压环，如图2(e)。上述方法中可以根据产品的耐压要求，可以形成一个分压环，也可以同时形成数个分压环，如图2(f)。所述分压环每平方厘米注入1E12 1E13个硼离子。另外一种平面高压晶体管的分压环制造方法，平面晶体管的主结和分压环在不同的工序中形成，包括如下步骤(I)对平面高压晶体管的SI02层进行光刻刻蚀，形成主结窗口、分压环窗口，如图3(a)；(2)对平面高压晶体管的主结窗口、分压环窗口予氧化，如图3(b)；(3)平面高压晶体管的主结窗口、分压环窗口每平方厘米注入1E12 1E13个硼离子，如图3 (c)；(4)对平面高压晶体管的主结窗口进行光刻，如图3(d)；(5)在平面高压晶体管的主结窗口每平方厘米注入1E14 1E15个硼离子，如图3(e)；(6)去除平面高压晶体管的分压环窗口和其他区域的光刻胶，如图3(f)；(7)平面高压晶体管的主结窗口、分压环窗口进行注入退火，形成主结和分压环，如图3(g)；上述方法中可以根据产品的耐压要求，可以形成一个分压环，也可以同时形成数个分压环，如图3(h)所示。平面高压晶体管的分压环结构，在N层中，包括一个或数个分压环、一个主结，所述分压环与主结的环间距通常在(8 20) um。进一步，所述分压环与主结的间距比主结结深大2 lOum。进一步，所述分压环结深小于主结结深的50%，分压环的掺杂浓度小于主结掺杂浓度的10%。进一步，所述分压环的个数根据产品的耐压要求决定，当分压环多于一个时，各分压环之间的间距6um 15um。应当理解是，上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的非实质性的替换或修改的发明创造均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种平面高压晶体管的分压环制造方法，其特征在于平面晶体管的主结和分压环在不同的工序中形成。包括如下步骤 (1)采用扩散工艺在N层形成平面高压晶体管的主结； (2)对平面高压晶体管的SI02层进行光刻刻蚀，在SI02层形成分压环窗口； (3)对平面高压晶体管的分压环窗口进行氧化； (4)在平面高压晶体管的分压环窗口注入小剂量硼； (5)对平面高压晶体管的分压环窗口进行注入退火，形成分压环。
2.如权利要求I所述方法，其特征在于可以形成一个分压环，也可以同时形成数个分压环。
3.如权利要求I所述方法，其特征在于所述分压环每平方厘米注入1E12 1E13个硼离子。
全文摘要
本发明提出了一种平面高压晶体管的分压环制造方法，其主结和分压环在不同的工序中形成，采用本方法形成的平面高压晶体管，分压环占用面积小，可以降低平面高压晶体管成本，分压环杂质浓度与外延浓度相近，可以确保在PN结反向偏压时分压环已耗尽，分压环上的电场比传统工艺方法形成的分压环上的电场强度大很多，同时各分压环间距小在保持最大雪崩电场强度E不变的情况下，极大地提高了分压环区域的平均电场强度，从而改善了平均单位尺寸承受的电压大小，最终使平面高压晶体管在相同电压下所需分压环的尺寸大幅下降，可进一步降低了芯片成本。同时分压环与主结的环间距大大减少，分压环环宽可以按最小光刻尺寸设计。
文档编号H01L29/06GK102760648SQ20121020570
公开日2012年10月31日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者吴贵阳, 崔健, 王平, 王英杰 申请人:杭州士兰集成电路有限公司