本發(fā)明專利技術(shù)提供一種高壓BCD工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)，位于P-襯底上的N-外延層中，其中具有低壓器件區(qū)域，浮動盆隔離結(jié)構(gòu)包圍低壓器件區(qū)域，其包括：N型隔離區(qū)域，從底部和側(cè)面包圍低壓器件區(qū)域，將低壓器件區(qū)域中的摻雜區(qū)域與P-襯底隔離；第一P-表面環(huán)，環(huán)繞在低壓器件區(qū)域外側(cè)；第二P-表面環(huán)，環(huán)繞在第一P-表面環(huán)外側(cè)，寬度更寬；深P+注入環(huán)，位于第二P-表面環(huán)下方；P-埋層環(huán)，位于深P+注入環(huán)下方，與P-襯底相接觸，P-埋層環(huán)和深P+注入環(huán)形成PN結(jié)對通隔離。本發(fā)明專利技術(shù)采用對通PN結(jié)隔離，P-表面環(huán)的雙降低表面電場效應(yīng)實(shí)現(xiàn)浮動盆自身的高壓隔離。而采用N+埋層與深N+注入沉降環(huán)實(shí)現(xiàn)浮動盆內(nèi)器件對P-襯底的隔離，避免寄生PNP效應(yīng)的產(chǎn)生。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造
，具體來說，本專利技術(shù)涉及一種高壓B⑶工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
在功率集成電路領(lǐng)域，處于350V-800V之間的高壓集成電路(HVIC)是非常重要的組成部分，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于節(jié)能照明，功率校正，消費(fèi)電子以及PC的開關(guān)電源，馬達(dá)驅(qū)動等方面。該類HVIC采用高壓BCD由于具有高可靠度、集成化、以及高效節(jié)能等突出優(yōu)點(diǎn)廣受業(yè)界青睞。350-800V高壓B⑶工藝除了需要集成雙極型晶體管(Bipolar)、CM0S、以及高壓DMOS以外，還需要穩(wěn)壓齊納二極管、高阻值Poly電阻、以及JFET等器件，往往需要將高壓(350-800V)、中壓(10-20V)、低壓(3. 3V-5V)集成在一起，對工藝集成和隔離要求很高。 此外根據(jù)HVIC電路的需求，對于高壓BCD工藝還有許多特殊的要求，如目前市場非常大的用于節(jié)能照明他激式電子鎮(zhèn)流器的^OV HVIC，一般都采用由DMOS或IGBT組成的高低端半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而馬達(dá)驅(qū)動應(yīng)用一般則采用全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，半橋和全橋的高端功率管的驅(qū)動電路需要有電壓可在OV與最高550V浮動的Level shift電路與高壓浮動盆隔離結(jié)構(gòu)，這就對高壓B⑶工藝提出了耐壓在550V以上的高壓浮動盆隔離結(jié)構(gòu)的要求。而目前現(xiàn)有技術(shù)中在這個方面沒有該結(jié)構(gòu)的相關(guān)產(chǎn)品的報(bào)道。對于半橋與全橋驅(qū)動電路應(yīng)用，需要高壓浮動盆隔離結(jié)構(gòu)的原因是橋式電路在工作時，高、低端功率管會以一定的頻率交替開關(guān)，通常還會加入死區(qū)時間避免交疊導(dǎo)通。這樣，高端功率管關(guān)閉，低端功率管開啟時，高端管的源極相當(dāng)于接到了 GND，高端管的柵驅(qū)動電路的地此時也相當(dāng)于接GND;而當(dāng)?shù)投斯β使荜P(guān)閉，高端功率管開啟時，高端管的源端會被拉到高壓。這時，就需要有自舉電路將高端管的柵驅(qū)動電路的地也浮動到高壓，這就是說，高端管的驅(qū)動電路必須放置于一個可以在GND與高壓之間浮動的隔離結(jié)構(gòu)中去。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓BCD工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)浮動盆內(nèi)器件對P-襯底的隔離，尤其避免浮動盆內(nèi)電路中的P型區(qū)域在高壓下與 P-襯底寄生PNP效應(yīng)的產(chǎn)生。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種高壓BCD工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)， 位于P-襯底上的N-外延層中，所述N-外延層中還具有低壓器件區(qū)域，所述浮動盆隔離結(jié)構(gòu)包圍所述低壓器件區(qū)域，其包括N型隔離區(qū)域，從底部和側(cè)面包圍所述低壓器件區(qū)域，將所述低壓器件區(qū)域中器件的摻雜區(qū)域與所述P-襯底充分隔離；第一 P-表面環(huán)，位于所述N-外延層表面，環(huán)繞在所述低壓器件區(qū)域的外側(cè)；第二 P-表面環(huán)，位于所述N-外延層表面，環(huán)繞在所述第一 P-表面環(huán)的外側(cè)，所述第二 P-表面環(huán)比所述第一 P-表面環(huán)更寬；深P+注入環(huán)，位于所述第二 P-表面環(huán)的下方，與其部分重合；以及P-埋層環(huán)，位于所述深P+注入環(huán)的下方，并與所述P-襯底相接觸，所述P-埋層環(huán)和所述深P+注入環(huán)形成PN結(jié)對通隔離。可選地，所述N型隔離區(qū)域包括深N+注入沉降環(huán)，位于所述N-外延層表面，從側(cè)面包圍所述低壓器件區(qū)域；以及N+埋層，位于所述低壓器件區(qū)域的下方，從底部包圍所述低壓器件區(qū)域，所述N+ 埋層的外側(cè)超出所述深N+注入沉降環(huán)一定距離。可選地，所述第一 P-表面環(huán)的個數(shù)為1 5個。可選地，所述N+埋層中的摻雜雜質(zhì)為銻和磷。可選地，所述磷的注入劑量為大于1. 0E13量級。可選地，所述N+埋層與所述P-襯底之間的結(jié)擊穿電壓大于700V。可選地，所述低壓器件區(qū)域包括由齊納二極管、CMOS晶體管、MOS電容和多晶電阻組成的高端管驅(qū)動電路。可選地，所述N型隔離區(qū)域上連接有所述高端管驅(qū)動電路的浮動的接入電壓。可選地，所述高端管驅(qū)動電路的信號輸入輸出端跨過所述N型隔離區(qū)域與所述浮動盆隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)的電路相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本專利技術(shù)的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)通過采用對通PN結(jié)隔離方式，P-表面環(huán)的雙降低表面電場(Double resurf)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)浮動盆自身的高壓隔離。而采用經(jīng)特殊處理的N+埋層與深N+注入沉降環(huán)實(shí)現(xiàn)浮動盆內(nèi)器件對P-襯底的隔離，尤其可以避免浮動盆內(nèi)電路中的P 型區(qū)域在高壓下與P-襯底寄生PNP效應(yīng)的產(chǎn)生。本專利技術(shù)的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)可以滿足564V高壓浮動的要求，適合于節(jié)能照明鎮(zhèn)流器半橋驅(qū)動IC的應(yīng)用需求。附圖說明本專利技術(shù)的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中圖1為本專利技術(shù)一個實(shí)施例的高壓BCD工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖2為圖1中所示的本專利技術(shù)一個實(shí)施例的高壓BCD工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本專利技術(shù)，但是本專利技術(shù)顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本專利技術(shù)內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。圖1為本專利技術(shù)一個實(shí)施例的高壓BCD工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。示意需要，把高端驅(qū)動電路可能需要到的器件放入了這個高壓浮動盆中。圖2為圖1中所示的本專利技術(shù)一個實(shí)施例的高壓BCD工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。由圖可知，在高壓浮動盆隔離區(qū)域內(nèi)的驅(qū)動電路用到的器件中，不僅包括了 N型區(qū)域，如N+區(qū)域、N講，還會有P型區(qū)域，如深P+區(qū)域、P阱等。當(dāng)器件浮動地變到高壓時， N型區(qū)域可通過與B⑶工藝中DMOS類似的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與浮動盆外區(qū)域以及P-襯底之間的高耐壓。而P型區(qū)域則由于存在寄生PNP效應(yīng)，在一般的高壓B⑶工藝中較難實(shí)現(xiàn)與P-襯底之間的高壓隔離，而且如果該高壓BCD工藝沒有外延，則高壓浮動隔離的驅(qū)動電路更是無法實(shí)現(xiàn)。下面請結(jié)合圖1和圖2來理解，如圖所示，該高壓B⑶工藝中集成的浮動盆隔離結(jié)構(gòu)100位于P-襯底101上的N-外延層102中，N-外延層102中還具有低壓器件區(qū)域103。 浮動盆隔離結(jié)構(gòu)100包圍低壓器件區(qū)域103，其具體可以包括N型隔離區(qū)域104、第一 P-表面環(huán)105、第二 P-表面環(huán)106、深P+注入環(huán)107和P-埋層環(huán)108等。其中，N型隔離區(qū)域104從底部和側(cè)面包圍低壓器件區(qū)域103，將低壓器件區(qū)域103 中器件的摻雜區(qū)域與P-襯底101充分隔離。第一 P-表面環(huán)105位于N-外延層102表面， 環(huán)繞在低壓器件區(qū)域103的外側(cè)。第二 P-表面環(huán)106位于N-外延層102表面，環(huán)繞在第一 P-表面環(huán)105的外側(cè)，第二 P-表面環(huán)106比第一 P-表面環(huán)105更寬。深P+注入環(huán)107 位于第二 P-表面環(huán)106的下方，與其部分重合，并向里延伸一段距離來降低高壓下的表面電場。P-埋層環(huán)108位于深P+注入環(huán)107的下方，并與P-襯底101相接觸。位于該浮動盆隔離結(jié)構(gòu)100最外圈的P-埋層環(huán)108和深P+注入環(huán)107形成PN結(jié)對通隔離，作高低壓之間的隔離。在本實(shí)施例中，上述N型隔離區(qū)域104可以進(jìn)一步包括深N+注入沉降環(huán) (Sinker) 109和N+埋層110。其中，深N+注入沉降環(huán)109位于N-外延層102表面，從側(cè)面包圍低壓器件區(qū)域103。N+埋層110位于低壓器件區(qū)域103的下方，從底部包圍低壓器件區(qū)域103。N+本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂宇強(qiáng)，邵凱，陳雪萌，永福，楊海波，
申請(專利權(quán))人：上海先進(jìn)半導(dǎo)體制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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