專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型esd保護(hù)的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于DMOS(Double Diffusion MOSFET，雙擴(kuò)散晶體管)的ESD(Electro Static Discharge,靜電放電)保護(hù)設(shè)計(jì) 方法。
背景技術(shù)：
DMOS是目前半導(dǎo)體領(lǐng)域廣泛使用的功率型MOSFET(Metal Oxided Semiconductor Field Effect Transistor金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)制造技術(shù)，其中，柵極 氧化層(以下簡(jiǎn)稱(chēng)柵氧層)是柵極和源極的隔離介質(zhì)，但是在柵極和源極之間積累的靜電 過(guò)多時(shí)，會(huì)造成柵氧層的擊穿。這種擊穿一般是毀滅性的， 一旦擊穿，則器件損壞，不 能恢復(fù)。為了保護(hù)柵氧層不被靜電擊穿，很多產(chǎn)品都增加了ESD靜電保護(hù)設(shè)計(jì)。但是 ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)引起柵極和源極之間的漏電流增加，因此，通常根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)決 定是否需要增加ESD保護(hù)設(shè)計(jì)。按照普通的設(shè)計(jì)，增加ESD保護(hù)與不增加ESD保護(hù)的 光刻板(MASK)是不能互相兼容的，即一套MASK要么只能生產(chǎn)帶有ESD保護(hù)的產(chǎn)品， 要么只能生產(chǎn)不帶ESD保護(hù)的產(chǎn)品。 在DMOS設(shè)計(jì)中，溝槽型DMOS(Trench DMOS)和平面型DMOS(Planar DMOS) 是兩種主要的DMOS設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。在溝槽型DMOS中，普通ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法是將 ESD保護(hù)設(shè)計(jì)在柵極焊區(qū)(Gate PAD)上，而在溝槽(Trench)層沒(méi)有圖形。在孔介質(zhì)層打 開(kāi)引線孔(CT)后，分別將ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)的兩端與柵極和源極連接(如圖1所示，其中 l為源極，2為柵極，4為硅襯底，6為靜電保護(hù)多晶硅層，7為孔介質(zhì)層，8為井區(qū)，9為 隔離氧化層)。如果不加ESD層，則在孔介質(zhì)層打開(kāi)引線孔(CT)后，柵極和源極就通過(guò) 井區(qū)(Body層)連接在一起(如圖2所示，其中l(wèi)為源極，2為柵極，4為硅襯底，7為 孔介質(zhì)層，8為井區(qū))，這樣?xùn)艠O和源極就會(huì)短接，導(dǎo)致器件失效。同樣的道理，平面型 DMOS也存在上述相同的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種利用同一套MASK， 通過(guò)選擇是否增加ESD層的光刻，既可以生產(chǎn)帶有ESD保護(hù)的產(chǎn)品，也可生產(chǎn)不帶ESD 的產(chǎn)品的ESD保護(hù)設(shè)計(jì)方法。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案 一種新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟(1) 在DMOS器件的硅襯底上依次形成井區(qū)、柵極氧化層、柵極多晶硅、孔介質(zhì)層、源極和 柵極；(2)在上述源極和柵極的引線孔下形成柵極多晶硅；(3)在上述柵極多晶硅與井區(qū) 之間形成柵極氧化層，用于使源極和柵極的引線孔打在柵極多晶硅的位置時(shí)，通過(guò)柵極 氧化層將源極和柵極隔離。 上述步驟(l)中所述的井區(qū)上還設(shè)有靜電保護(hù)多晶硅層，所述靜電保護(hù)多晶硅層與井區(qū)之間具有隔離氧化層。所述步驟(2)中所述的柵極多晶硅設(shè)于源極和柵極的引線孔 下的溝槽中。 上述步驟(l)中所述的井區(qū)上還設(shè)有靜電保護(hù)多晶硅層，所述靜電保護(hù)多晶硅層
與井區(qū)之間具有柵極氧化層。所述步驟(2)中所述的柵極多晶硅設(shè)于柵極氧化層上方，所
述柵極多晶硅與靜電保護(hù)多晶硅層之間具有隔離氧化層。 上述DMOS器件為平面型DMOS器件或溝槽型DMOS器件。 本發(fā)明的顯著特點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)利用同一套MASK，通過(guò)選擇是否增加ESD層
的光刻，既可以生產(chǎn)帶有ESD保護(hù)的產(chǎn)品，也可生產(chǎn)不帶ESD保護(hù)的產(chǎn)品，從而節(jié)省
MASK成本(通常一套MASK的成本十幾萬(wàn)元)，亦可大大節(jié)省產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。


圖1為普通溝槽型DMOS的ESD保護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為普通溝槽型DMOS的ESD層取消后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明所述溝槽型DMOS的ESD保護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明所述溝槽型DMOS的ESD層取消后的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明所述平面型DMOS的ESD保護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明所述平面型DMOS的ESD層取消后的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中l(wèi)為源極，2為柵極，3為柵極氧化層，4為硅襯底，5為柵極多晶硅，6
為靜電保護(hù)多晶硅層，7為孔介質(zhì)層，8為井區(qū)，9為隔離氧化層。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例一溝槽型DMOS的ESD保護(hù)設(shè)計(jì)方法在柵極焊區(qū)(Gate PAD)下ESD的引線孔
位置，事先做好溝槽圖形，ESD其他步驟設(shè)計(jì)與普通設(shè)計(jì)(如圖l所示)一致，在硅襯底 4上依次形成井區(qū)8、隔離氧化層9、靜電保護(hù)多晶硅層6(ESD層)、孔介質(zhì)層7、源極1 和柵極2，然后在源極1和柵極2的引線孔下的溝槽中形成柵極多晶硅5，最后在柵極多 晶硅5與井區(qū)8之間形成柵極氧化層3，用于使源極1和柵極2的引線孔打在柵極多晶硅 5的位置時(shí)，通過(guò)柵極氧化層3將源極和柵極隔離，設(shè)計(jì)完成后的結(jié)構(gòu)如圖3所示。當(dāng) ESD層取消不做時(shí)，在柵極焊區(qū)位置處的引線孔剛好落在溝槽的柵極多晶硅5中，因?yàn)?有柵極氧化層3(Gate Oxide)的隔離，所以柵極2和源極1之間沒(méi)有導(dǎo)通，如圖4所示。 這樣就達(dá)到了同一套MASK，既可制作帶ESD保護(hù)的產(chǎn)品，又可制作不帶ESD保護(hù)的產(chǎn) 品的目的。溝槽型DMOS的生產(chǎn)步驟如下 1、在畫(huà)溝槽(Trench層)圖形時(shí)，在柵極焊區(qū)位置，用于連接?xùn)艠O和源極的引線 孔下，留下足夠大Trench圖形；2、在畫(huà)引線孔介質(zhì)層(Contact層)圖形時(shí)，在柵極焊區(qū)位置處的引線孔圖形， 確保能落在Trench圖形中。
實(shí)施例二
平面型DMOS的ESD保護(hù)設(shè)計(jì)方法在柵極焊區(qū)(Gate PAD)下ESD的引線孔位 置，增加?xùn)艠O多晶硅5(GatePoly)的圖形設(shè)計(jì)，其余設(shè)計(jì)與普通設(shè)計(jì)(如圖1所示) 一致， 在硅襯底4上依次形成井區(qū)8、柵極氧化層3、隔離氧化層9、靜電保護(hù)多晶硅層6(ESD 層)、孔介質(zhì)層7、源極1和柵極2，然后在源極1和柵極2的引線孔下方的靜電保護(hù)多晶 硅層6形成柵極多晶硅5圖形，用于使源極1和柵極2的引線孔打在柵極多晶硅5的位置 時(shí)，通過(guò)柵極氧化層3將源極和柵極隔離，設(shè)計(jì)完成后的結(jié)構(gòu)如圖5所示。當(dāng)ESD層取 消不做時(shí)，ESD上連接源極1和柵極2的引線孔打在了柵極多晶硅5(Gate Poly)的位置， 因?yàn)橛袞艠O氧化層3(Gate Oxide)的絕緣作用，柵極2和源極1就被隔離起來(lái)了 ，如圖6所 示。這樣即可達(dá)到了同一套MASK，既可制作帶ESD保護(hù)的產(chǎn)品，又可制作不帶ESD保 護(hù)的產(chǎn)品的目的。 平面型DMOS的生產(chǎn)步驟如下 1、在畫(huà)靜電保護(hù)多晶硅層(Poly層)圖形時(shí)，在柵極焊區(qū)位置，用于連接?xùn)艠O和 源極的引線孔下，留下足夠大的柵極多晶硅圖形；2、在畫(huà)引線孔介質(zhì)層(Contact層)圖形時(shí)，在柵極焊區(qū)位置處的引線孔圖形， 確保能落在柵極多晶硅的圖形中。
權(quán)利要求
一種新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在DMOS器件的硅襯底上依次形成井區(qū)、柵極氧化層、柵極多晶硅、孔介質(zhì)層、源極和柵極；(2)在上述源極和柵極的引線孔下形成柵極多晶硅；(3)在上述柵極多晶硅與井區(qū)之間形成柵極氧化層，用于使源極和柵極的引線孔打在柵極多晶硅的位置時(shí)，通過(guò)柵極氧化層將源極和柵極隔離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟(l)中所述 的井區(qū)上還設(shè)有靜電保護(hù)多晶硅層，所述靜電保護(hù)多晶硅層與井區(qū)之間具有柵極氧化層 和隔離氧化層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述 的柵極多晶硅設(shè)于源極和柵極的引線孔下的溝槽中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟(l)中所述 的井區(qū)上還設(shè)有靜電保護(hù)多晶硅層，所述靜電保護(hù)多晶硅層與井區(qū)之間具有柵極氧化層 和隔離氧化層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述 的柵極多晶硅設(shè)于柵極氧化層上方，所述柵極多晶硅與靜電保護(hù)多晶硅層之間具有隔離 氧化層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述DMOS器件為 平面型DMOS器件或溝槽型DMOS器件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型ESD保護(hù)的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟(1)在DMOS器件的硅襯底上依次形成井區(qū)、柵極氧化層、柵極多晶硅、孔介質(zhì)層、源極和柵極；(2)在上述源極和柵極的引線孔下形成柵極多晶硅；(3)在上述柵極多晶硅與井區(qū)之間形成柵極氧化層，用于使源極和柵極的引線孔打在柵極多晶硅的位置時(shí)，通過(guò)柵極氧化層將源極和柵極隔離。本發(fā)明的顯著特點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)利用同一套MASK，通過(guò)選擇是否增加ESD層的光刻和工藝，既可以生產(chǎn)加ESD的產(chǎn)品，也可生產(chǎn)不加ESD的產(chǎn)品，從而節(jié)省MASK成本，大大節(jié)省產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)H01L23/58GK101692425SQ200910192980
公開(kāi)日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者劉鵬飛, 揭英亮, 朱志牛, 陳素鵬 申請(qǐng)人:廣東省粵晶高科股份有限公司