Dmos的终端保护环结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件，特别是涉及一种DM0S的终端保护环结构，还涉及一种DM0S的终端保护环结构的制造方法。
【背景技术】
[0002]在高压(400_700V)DM0S (Double-diffused M0SFET，双扩散金属氧化物半导体场效应管)器件的设计当中，终端保护环的设计极其重要，如果终端保护环的性能较差，那么在终端处器件的击穿电压会有明显的下降。目前主流的高压DM0S器件多采用的是多分压环终端，其耐压和性能都比较好，缺点是终端的长度偏长，占用了较多的芯片面积。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种占用较小芯片面积的高压DM0S的终端保护环结构。
[0004]一种DM0S的终端保护环结构，包括主结和截止环，所述终端保护环结构还包括N型衬底、设于所述N型衬底上的N型层、以及设于所述N型层上的场氧层，所述主结为通过P型杂质离子的注入于所述N型层内形成的P型环，所述场氧层部分覆盖所述P型环，所述N型衬底的掺杂浓度大于所述N型层，所述场氧层的厚度为1?4微米，所述P型环的结深大于5微米。
[0005]在其中一个实施例中，所述场氧层的厚度为2微米，所述P型环的结深为6?9微米。
[0006]在其中一个实施例中，还包括一端搭接在所述场氧层上、另一端延伸至未被所述场氧层覆盖的主结上的多晶硅场板。
[0007]在其中一个实施例中，所述N型衬底为N+衬底，所述N型层为N-外延层。
[0008]还有必要提供一种DM0S的终端保护环结构的制造方法。
[0009]一种DM0S的终端保护环结构的制造方法，包括下列步骤:提供N型衬底；在所述N型衬底上形成N型层，所述N型衬底的掺杂浓度大于所述N型层；向所述N型层内注入P型杂质离子，注入剂量为1*1012?5*1013/cm2 ;在所述N型层上形成场氧层，所述场氧层的厚度为1?4微米；加热推阱，使注入的P型杂质离子形成P型环作为终端保护环结构的主结，所述场氧层部分覆盖所述P型环，所述P型环的结深大于5微米。
[0010]在其中一个实施例中，所述在N型衬底上形成N型层的步骤，是采用外延工艺在所述N型衬底上形成N型外延层。
[0011]在其中一个实施例中，所述向N型层内注入P型杂质离子的步骤之前，还包括在所述N型层上形成牺牲氧化层的步骤；所述在N型层上形成场氧层的步骤之前，还包括去除所述牺牲氧化层的步骤。
[0012]在其中一个实施例中，所述在N型层上形成牺牲氧化层的步骤中，形成的牺牲氧化层的厚度为0.04微米。
[0013]在其中一个实施例中，所述注入剂量为l*1013/cm2，所述场氧层的厚度为2微米，所述P型环的结深为6?9微米。
[0014]在其中一个实施例中，所述加热推阱的步骤之后，还包括多晶硅淀积、光刻及刻蚀以形成多晶硅场板的步骤，所述多晶硅场板一端搭接在所述场氧层上、另一端延伸至未被所述场氧层覆盖的主结上。
[0015]上述DM0S的终端保护环结构，主结和截止环之间无需设置分压环也能够达到高压DM0S所需的耐压，故终端的结构更加精简，终端长度也明显缩短，可以使整个芯片的面积得到缩小。
【附图说明】
[0016]图1为一实施例中DM0S的终端保护环结构的制造方法的流程图；
[0017]图2a?图2c为一实施例中采用DM0S的终端保护环结构的制造方法制造的终端保护环结构在制造过程中的剖面示意图；
[0018]图3为设有终端的DM0S芯片的示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在本说明书和附图中，分配给层或区域的参考标记N和P表示这些层或区域分别包括大量电子或空穴。进一步地,分配给N或P的参考标记+和一表示掺杂剂的浓度高于或低于没有这样分配到标记的层中的浓度。在下文的优选实施例的描述和附图中，类似的组件分配有类似的参考标记且该处省略其冗余说明。
[0020]图1是一实施例中DM0S的终端保护环结构的制造方法的流程图，该终端保护环结构的主结和截止环之间不设置分压环，为了在不设置分压环的情况下也能获得足够的耐压，因此需要在制造工艺上进行合理的设置，使得主结尽可能完全耗尽。请一并参看图2a?2c，DMOS的终端保护环结构的制造方法具体包括下列步骤:
[0021]S110，提供N型衬底。
[0022]本实施例中是采用重掺杂的N+衬底22。
[0023]S120，在N型衬底上形成N型层。
[0024]在本实施例中是外延生长一层掺杂浓度交底的N-外延层24。
[0025]S130，向N型层内注入P型杂质离子。
[0026]在本实施例中是注入硼离子，注入剂量为1*1012?5*1013/cm2，优选为l*1013/cm2左右。注入剂量太淡的话，形成的结深不够深，如果注入剂量太大，那么结的浓度太高，又不各易完全耗尽。
[0027]在本实施例中，步骤S120和S130之间还包括在N型外延层上生长一层牺牲氧化层25的步骤，如图2a所示。可以理解的，在其它实施例中也可以省略形成牺牲氧化层25的步骤。牺牲氧化层25的厚度优选为0.04微米左右。
[0028]S140，在N型层上形成场氧层。
[0029]生长一层1?4微米厚的场氧层26。本发明的DM0S的终端保护环结构对场氧厚度也有要求，场氧如果太薄，则可能导致击穿电压偏低。场氧层26的厚度优选为2微米左右。
[0030]如果之前生长了牺牲氧化层25，则在本步骤生长场氧层26之前需要先将牺牲氧化层25去除。
[0031]S150，加热推阱，使注入的P型杂质离子形成P型环作为终端保护环结构的主结。
[0032]步骤S150完成后的示意图如图2b所示，推阱完成后部分场氧层26覆盖P型环27的一部分。为了满足器件的耐压需求，主结的深度必须足够深，在本实施例中为大于5微米。但是结深越深，需要的推阱时间越长。综合生产效率及成本考虑，结深优选为6?9微米。
[0033]步骤S150完成后，接着进行JFET的阱注入、栅氧氧化、多