一种带ESD保护的中压NMOS功率器件和制造方法与流程

本发明属于电子器件，具体涉及一种带esd保护的中压nmos功率器件和制造方法。

背景技术：

1、中压nmos功率器件是一种用于中等电压应用的金属氧化物半导体场效应晶体管(nmosfet)器件。它们通常用于电源管理、电机驱动、电池管理、开关电源、电源放大器和其他各种中等电压电子设备中。

2、静电放电(esd)是造成集成电路和电子元器件损伤直至失效的主要原因之一。面对制备、封装、运输和使用过程中的复杂静电环境，集成电路常需要进行有效的esd防护设计。

3、目前，缺少带有esd保护功能的nmos功率器件，当前nmos功率器件常常会因为静电放电导致器件永久性损坏或失效，会在电子设备中引起功能故障，从而导致维修和更换成本的增加。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中缺少带有esd保护功能的nmos功率器件，当前nmos功率器件常常会因为静电放电导致器件永久性损坏或失效，会在电子设备中引起功能故障，从而导致维修和更换成本的增加的技术问题，本发明提供一种带esd保护的中压nmos功率器件和制造方法。

2、第一方面

3、本发明提供了一种带esd保护的中压nmos功率器件，包括：p型衬底、p型外延层、边缘寄生单元、第一电阻、基极、源极、栅极、漏极和esd保护单元；

4、所述p型衬底上设置有p型外延层；

5、所述p型外延层中设置有所述边缘寄生单元、所述第一电阻和所述中压nmos功率器件的基极；

6、所述p型外延层上设置有所述中压nmos功率器件的源极、栅极和漏极；

7、所述中压nmos功率器件的源极、栅极和漏极与所述esd保护单元电性连接；

8、所述边缘寄生单元的第一极与所述中压nmos功率器件的源极电性连接，所述边缘寄生单元的第二极与所述中压nmos功率器件的漏极电性连接，所述边缘寄生单元的第三极通过所述第一电阻与所述中压nmos功率器件的基极电性连接；

9、所述中压nmos功率器件的栅极上开设有注入窗口，所述p型外延层设置有注入腔，所述注入腔与所述注入窗口连通，所述边缘寄生单元设置于所述注入腔的底部，通过注入窗口向所述注入腔中注入固定剂，以对所述边缘寄生单元进行固定。

10、第二方面

11、本发明提供了一种制造方法，用于制造第一方面中的带esd保护的中压nmos功率器件，包括：

12、s1：制备p型衬底；

13、s2：在所述p衬底上放入所述边缘寄生单元、所述第一电阻和所述中压nmos功率器件的基极，生长出p型外延层，并使所述边缘寄生单元的第三极通过所述第一电阻与所述中压nmos功率器件的基极电性连接；

14、s3：在所述p型外延层中与所述边缘寄生单元相对的位置开设注入腔，以使所述边缘寄生单元设置于所述注入腔的底部；

15、s4：在所述p型外延层上制备所述中压nmos功率器件的源极、栅极和漏极，并使所述边缘寄生单元的第一极与所述中压nmos功率器件的源极电性连接，所述边缘寄生单元的第二极与所述中压nmos功率器件的漏极电性连接；

16、s5：在所述中压nmos功率器件的栅极上与所述注入腔相对的位置开设注入窗口，以使所述注入腔与所述注入窗口连通；

17、s6：通过注入窗口向所述注入腔中注入固定剂，以对所述边缘寄生单元进行固定；

18、s7：制备esd保护单元，并使所述中压nmos功率器件的源极、栅极和漏极与所述esd保护单元电性连接；

19、s8：封装为带esd保护的中压nmos功率器件。

20、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益技术效果：

21、(1)在本发明中，在nmos功率器件中配置esd保护单元，使得nmos功率器件具备esd保护功能，避免nmos功率器件因为静电放电而导致器件永久性损坏或失效，减少电子设备故障的发生率，从而导致维修和更换成本的增加。

22、(2)在本发明中，在中压nmos功率器件的栅极上开设有注入窗口，p型外延层设置有注入腔，注入腔与注入窗口连通，边缘寄生单元设置于注入腔的底部，通过注入窗口向注入腔中注入固定剂，以对边缘寄生单元进行固定，可以减少边缘寄生单元受到机械应力或其他外部因素的影响，从而提高器件的可靠性，通过注入固定剂，可以防止边缘寄生单元的位置或特性发生变化，确保器件在长时间使用中性能的一致性。

技术特征：

1.一种带esd保护的中压nmos功率器件，其特征在于，包括：p型衬底、p型外延层、边缘寄生单元、第一电阻、基极、源极、栅极、漏极和esd保护单元；

2.根据权利要求1所述的带esd保护的中压nmos功率器件，其特征在于，所述边缘寄生单元包括第一寄生mos管、第二寄生mos管和第三寄生mos管；

3.根据权利要求1所述的带esd保护的中压nmos功率器件，其特征在于，所述esd保护单元具体包括：第二电阻和第一电容；

4.根据权利要求1所述的带esd保护的中压nmos功率器件，其特征在于，所述esd保护单元具体包括：第二电阻、多个串联的二极管和第一钳位mos管；

5.根据权利要求1所述的带esd保护的中压nmos功率器件，其特征在于，所述esd保护单元还包括：第二钳位mos管、第三钳位mos管、第一mos管、第二mos管和第二电容；

6.一种制造方法，用于制造权利要求1至5任一项所述的带esd保护的中压nmos功率器件，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述注入腔的设计参数的确定方式包括：

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述注入腔的设计参数的确定方式还包括：

9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述注入腔的设计参数的确定方式还包括：

10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述外延层的厚度的计算方式为：

技术总结
本发明公开了一种带ESD保护的中压NMOS功率器件和制造方法，属于电子器件技术领域，中压NMOS功率器件包括：P型衬底、P型外延层、边缘寄生单元、第一电阻、基极、源极、栅极、漏极和ESD保护单元；P型衬底上设置有P型外延层；P型外延层中设置有边缘寄生单元、第一电阻和基极；P型外延层上设置有源极、栅极和漏极；源极、栅极和漏极与ESD保护单元电性连接；边缘寄生单元的第一极与源极电性连接，第二极与漏极电性连接，第三极通过第一电阻与基极电性连接；栅极上开设有注入窗口，P型外延层设置有注入腔，注入腔与注入窗口连通，边缘寄生单元设置于注入腔的底部，通过注入窗口向注入腔中注入固定剂，以对边缘寄生单元进行固定。

技术研发人员：杨旭刚
受保护的技术使用者：深圳市创飞芯源半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19