形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，包括高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管和多晶硅電阻；高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管包括漏區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)漂移區(qū)和漂移區(qū)；漏區(qū)位于場(chǎng)效應(yīng)管的中央，漏區(qū)漂移區(qū)位于漏區(qū)和源區(qū)之間，源區(qū)位于柵極外且被漂移區(qū)包圍；漏區(qū)漂移區(qū)中形成場(chǎng)氧，靠近漏區(qū)的一側(cè)場(chǎng)氧上形成漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板，另一側(cè)形成柵極多晶硅，柵極多晶硅和源區(qū)多晶硅場(chǎng)板橫向相連并與源區(qū)相連；多晶硅電阻形成于場(chǎng)氧上且位于漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板和柵極多晶硅之間，其高壓端通過(guò)金屬線與高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)和漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板相連，另一端通過(guò)金屬線引出。本發(fā)明利用高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的耐壓特性使得多晶硅電阻具有與高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管相同的耐壓能力。
【專利說(shuō)明】形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別屬于一種超高耐壓(大于300V)電阻的版圖
結(jié)構(gòu)，。
【背景技術(shù)】
[0002]目前所使用的多晶硅電阻如圖1所示，通常是在硅襯底301上生長(zhǎng)場(chǎng)氧306，然后在場(chǎng)氧306上生長(zhǎng)多晶硅，在多晶硅的兩端打上通孔302、303，用金屬304、305分別引出形成電阻結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的電阻本身只要電阻足夠大(例如大于10ΜΩ )，在高電壓(100V左右)下電流足夠小，多晶硅本身不會(huì)損壞(一般情況下，電流大于20mA/μ m，多晶硅發(fā)生損壞)。然而，當(dāng)多晶娃一端的金屬305加高壓而另一端金屬304接地，由于娃襯底301在芯片工作中接零電位，這樣多晶硅和硅襯底301之間存在一個(gè)高電壓壓差，而常用工藝中位于多晶硅和硅襯底301之間的場(chǎng)氧隔離的厚度為4000A~6000A，這樣多晶硅電阻只能耐受100V以內(nèi)，無(wú)法提供更高耐壓的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，可以使多晶娃電阻承受大于300V的超聞壓。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，包括高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管和多晶娃電阻；
[0005]所述高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管包括漏區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)漂移區(qū)和漂移區(qū)；所述漂移區(qū)位于硅襯底上，漏區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)漂移區(qū)位于漂移區(qū)中；所述漏區(qū)位于場(chǎng)效應(yīng)管的中央，漏區(qū)漂移區(qū)位于漏區(qū)和源區(qū)之間，源區(qū)位于柵極外且被漂移區(qū)包圍；所述漏區(qū)漂移區(qū)中形成有場(chǎng)氧，靠近漏區(qū)的一側(cè)場(chǎng)氧上形成有漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板，另一側(cè)場(chǎng)氧上形成有柵極多晶硅，所述漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板通過(guò)漏端金屬場(chǎng)板與漏區(qū)相連，所述柵極多晶硅和靠近源區(qū)的源區(qū)多晶硅場(chǎng)板橫向相連，并通過(guò)源端金屬場(chǎng)板與源區(qū)相連；
[0006]所述多晶硅電阻形成于漏區(qū)漂移區(qū)的場(chǎng)氧上，位于高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板和柵極多晶硅之間，所述多晶硅電阻的高壓一端通過(guò)金屬線與高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)和漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板相連，另一端通過(guò)金屬線引出。
[0007]較佳的，所述高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管呈圓形，其漏區(qū)在內(nèi)，源區(qū)在外；所述多晶硅電阻呈螺旋狀。
[0008]進(jìn)一步的，所述多晶硅電阻的內(nèi)圈端口與漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板之間的距離為Ιμπι~10 μ m，相鄰兩圈的多晶硅電阻之間的距離為Ιμπι~10 μ m，多晶硅電阻的外圈端口與柵極多晶硅之間的距離為Ιμ--~ΙΟμπι。
[0009]其中，所述高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的硅襯底具有第一導(dǎo)電類型，形成于硅襯底上的漂移區(qū)具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型；所述漏區(qū)漂移區(qū)的場(chǎng)氧下方形成具有第一導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)與場(chǎng)氧縱向接觸；所述漏區(qū)漂移區(qū)由具有第二導(dǎo)電類型的第一有源區(qū)引出，第一有源區(qū)形成漏區(qū)；所述硅襯底中形成具有第一導(dǎo)電類型的阱區(qū)，阱區(qū)與硅襯底被漂移區(qū)隔離；所述阱區(qū)由具有第一導(dǎo)電類型的第三有源區(qū)引出，源端由位于阱區(qū)內(nèi)的具有第二導(dǎo)電類型的第二有源區(qū)形成，第二有源區(qū)和第三有源區(qū)橫向相連接形成源區(qū)；所述源區(qū)下方形成有具有第一導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)，第二摻雜區(qū)和場(chǎng)氧下的第一摻雜區(qū)之間有一段距離。
[0010]其中，所述源區(qū)多晶硅場(chǎng)板與柵極多晶硅共同形成，其一端覆蓋在第一摻雜區(qū)靠近源區(qū)的一側(cè)上，另一端覆蓋在第二摻雜區(qū)靠近漏區(qū)漂移區(qū)的一側(cè)上。
[0011]其中，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型，或者第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。
[0012]本發(fā)明的超高耐壓電阻在使用過(guò)程中等效于多晶硅電阻和高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管相并聯(lián)，由于多晶硅電阻位于高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏端漂移區(qū)上，并且其高壓端和高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)相連，當(dāng)多晶硅電阻的高壓端加高壓時(shí)，高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)同時(shí)加高壓，漏區(qū)漂移區(qū)沿著從漏區(qū)到柵極的方向電壓遞減，調(diào)整場(chǎng)氧上相鄰兩段多晶硅電阻的距離，可以使每段多晶硅和下方漂移區(qū)之間的壓差在場(chǎng)氧能耐受的電壓范圍內(nèi)，這樣利用高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的耐壓特性，解決了多晶硅電阻和硅襯底耐壓不夠的問(wèn)題，從而使得多晶硅電阻達(dá)到高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的耐壓能力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是現(xiàn)有的多晶硅電阻截面示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的超高耐壓電阻版圖結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0015]圖3是本發(fā)明的超高耐壓電阻的截面示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明的超高耐壓電阻版圖結(jié)構(gòu)的等效電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明提供的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，以N型高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管為例，包括呈圓形的N型高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管和呈螺線狀的多晶硅電阻；
[0019]如圖2所示，所述N型高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管包括漏區(qū)201、源區(qū)202、N型漏區(qū)漂移區(qū)203和N型漂移區(qū)102 #型漂移區(qū)102位于P型硅襯底101上，漏區(qū)201、源區(qū)202和N型漏區(qū)漂移區(qū)203位于N型漂移區(qū)102中；漏區(qū)201位于場(chǎng)效應(yīng)管的中央，N型漏區(qū)漂移區(qū)102位于漏區(qū)201和源區(qū)202之間，源區(qū)202位于柵極109外且被N型漂移區(qū)102包圍；
[0020]如圖3所示，N型漏區(qū)漂移區(qū)203中形成有場(chǎng)氧105，靠近漏區(qū)201的一側(cè)場(chǎng)氧上形成有漏區(qū)多晶娃場(chǎng)板110,另一側(cè)場(chǎng)氧上形成有柵極多晶娃109,所述漏區(qū)多晶娃場(chǎng)板110通過(guò)漏端金屬場(chǎng)板112與漏區(qū)201相連，所述柵極多晶硅109和靠近源區(qū)202的源區(qū)多晶硅場(chǎng)板109a橫向相連，并通過(guò)源端金屬場(chǎng)板111與源區(qū)202相連；
[0021]如圖3所示，多晶硅電阻形成于N型漏區(qū)漂移區(qū)203的場(chǎng)氧105上，并位于高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)多晶娃場(chǎng)板110和棚極多晶娃109之間,所述多晶娃電阻的內(nèi)圈端口 120通過(guò)金屬線與高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)201和漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板110相連，外圈端口 121通過(guò)金屬線103引出。[0022]N型漏區(qū)漂移區(qū)203的場(chǎng)氧105下方形成P型的第一摻雜區(qū)104，該第一摻雜區(qū)104與場(chǎng)氧105縱向接觸；N型漏區(qū)漂移區(qū)203由N+的第一有源區(qū)107引出，第一有源區(qū)107形成漏區(qū)201 ;硅襯底101中形成P型阱區(qū)103，阱區(qū)103與硅襯底101被N型漂移區(qū)102隔離；阱區(qū)103由P+的第三有源區(qū)108引出，源端由位于阱區(qū)103內(nèi)的N+第二有源區(qū)106形成，第二有源區(qū)106和第三有源區(qū)108橫向相連接形成源區(qū)202 ;源區(qū)202下方形成有P型的第二摻雜區(qū)104a，第二摻雜區(qū)104a和場(chǎng)氧105下的第一摻雜區(qū)104之間有一段距離。
[0023]所述多晶硅電阻的內(nèi)圈端口 120與漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板110之間的距離為Ιμπι~10 μ m，相鄰兩圈的多晶硅電阻之間的距離為Ιμ--~10 μ m，多晶硅電阻的外圈端口 121與柵極多晶硅109之間的距離為I μ m~10 μ m。
[0024]所述源區(qū)多晶硅場(chǎng)板109a與柵極多晶硅109共同形成，其一端覆蓋在第一摻雜區(qū)104靠近源區(qū)202的一側(cè)上，另一端覆蓋在第二摻雜區(qū)104a靠近漏區(qū)漂移區(qū)203的一側(cè)上。
[0025]在上述N型高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管中，變換各注入層離子類型，可以形成P型高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管。
[0026]含有超高耐壓電阻的高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的版圖結(jié)構(gòu)中，圓形漏區(qū)位于場(chǎng)效應(yīng)管的中央，向外依次是螺線狀的多晶硅電阻、柵極、源區(qū)和漂移區(qū)。
[0027]本發(fā)明的超高耐壓電阻在實(shí)際使用時(shí)，多晶硅電阻一端與高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)相連，另一端可以和高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的源端相連，也可以連接其它功能器件，最終接到零電位，等效于多晶硅電阻和高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管相并聯(lián)，如圖4所示，由于多晶硅電阻位于高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏端漂移區(qū)上，并且其高壓端和高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)相連，當(dāng)多晶硅電阻的高壓端加高壓時(shí)，高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)`同時(shí)加高壓，漏區(qū)漂移區(qū)沿著從漏區(qū)到柵極的方向電壓遞減，調(diào)整場(chǎng)氧上相鄰兩段多晶硅電阻的距離，可以使每段多晶硅和下方漂移區(qū)之間的壓差在場(chǎng)氧能耐受的電壓范圍內(nèi)，這樣利用高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的耐壓特性，解決了多晶硅電阻和硅襯底耐壓不夠的問(wèn)題，從而使得多晶硅電阻達(dá)到高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的耐壓能力。
[0028]以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的形狀及多晶硅電阻的排布形狀做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管和多晶硅電阻； 所述高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管包括漏區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)漂移區(qū)和漂移區(qū)；所述漂移區(qū)位于硅襯底上，漏區(qū)、源區(qū)和漏區(qū)漂移區(qū)位于漂移區(qū)中；所述漏區(qū)位于場(chǎng)效應(yīng)管的中央，漏區(qū)漂移區(qū)位于漏區(qū)和源區(qū)之間，源區(qū)位于柵極外且被漂移區(qū)包圍；所述漏區(qū)漂移區(qū)中形成有場(chǎng)氧，靠近漏區(qū)的一側(cè)場(chǎng)氧上形成有漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板，另一側(cè)場(chǎng)氧上形成有柵極多晶硅，所述漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板通過(guò)漏端金屬場(chǎng)板與漏區(qū)相連，所述柵極多晶硅和靠近源區(qū)的源區(qū)多晶硅場(chǎng)板橫向相連，并通過(guò)源端金屬場(chǎng)板與源區(qū)相連； 所述多晶硅電阻形成于漏區(qū)漂移區(qū)的場(chǎng)氧上，位于高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板和柵極多晶硅之間，所述多晶硅電阻的高壓一端通過(guò)金屬線與高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的漏區(qū)和漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板相連，另一端通過(guò)金屬線引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶硅電阻通過(guò)金屬線引出的一端與高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的源端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶硅電阻通過(guò)金屬線引出的一端接零電位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管呈圓形，其漏區(qū)在內(nèi)，源區(qū)在外；所述多晶硅電阻呈螺旋狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶硅電阻的內(nèi)圈端口與漏區(qū)多晶硅場(chǎng)板之間的距離為Iym~ΙΟμ--，相鄰兩圈的多晶硅電阻之間的距離為Ιμπι~ΙΟμ--，多晶硅電阻的外圈端口與柵極多晶硅之間的距離為Ιμπι~10 μ m0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述高耐壓場(chǎng)效應(yīng)管的硅襯底具有第一導(dǎo)電類型，形成于硅襯底上的漂移區(qū)具有與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型；所述漏區(qū)漂移區(qū)的場(chǎng)氧下方形成具有第一導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)，所述第一摻雜區(qū)與場(chǎng)氧縱向接觸；所述漏區(qū)漂移區(qū)由具有第二導(dǎo)電類型的第一有源區(qū)引出，第一有源區(qū)形成漏區(qū)； 所述硅襯底中形成具有第一導(dǎo)電類型的阱區(qū)，阱區(qū)與硅襯底被漂移區(qū)隔離；所述阱區(qū)由具有第一導(dǎo)電類型的第三有源區(qū)引出，源端由位于阱區(qū)內(nèi)的具有第二導(dǎo)電類型的第二有源區(qū)形成，第二有源區(qū)和第三有源區(qū)橫向相連接形成源區(qū)；所述源區(qū)下方形成有具有第一導(dǎo)電類型的第二摻雜區(qū)，第二摻雜區(qū)和場(chǎng)氧下的第一摻雜區(qū)之間有一段距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源區(qū)多晶硅場(chǎng)板與柵極多晶硅共同形成，其一端覆蓋在第一摻雜區(qū)靠近源區(qū)的一側(cè)上，另一端覆蓋在第二摻雜區(qū)靠近漏區(qū)漂移區(qū)的一側(cè)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的形成超高耐壓電阻的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK103633083SQ201210290714
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月15日
【發(fā)明者】金鋒, 苗彬彬, 董金珠 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司