專利名稱：高壓開關(guān)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)器件，更具體地說，本實用新型涉及一種高壓開關(guān)器件。
背景技術(shù)：
對于電子電路，很多時候需要檢測開關(guān)器件的漏接電壓用以檢測線電壓的欠壓鎖存(UVLO)或用以開啟過壓保護(hù)(OVP)。常用的方法為通過金屬線穿越開關(guān)器件的漂移區(qū)將開關(guān)器件的漏極焊盤和電阻分割器耦接起來，以得到所需的檢測電壓。但對高壓開關(guān)器件(如工作電壓高于500V的開關(guān)器件)，如果直接用金屬線穿越開關(guān)器件的漂移區(qū)，則由于金屬線上的高壓降，將會嚴(yán)重降低開關(guān)器件的擊穿電壓，并極可能損壞開關(guān)器件?，F(xiàn)有技術(shù)嘗試各種方法消除金屬線的上述效應(yīng)。一種現(xiàn)有技術(shù)通過制作兩層多晶 硅盤以隔離金屬線在硅表層電場分布的效應(yīng)。但這種方法使工藝復(fù)雜化，并且造成開關(guān)器件可靠性降低。另一種現(xiàn)有技術(shù)通過在高壓開關(guān)器件外增加一個額外的漏極焊盤，來耦接電阻分割器，并通過鍵合線將兩個漏接焊盤耦接至引線框。這種方法增加了焊盤數(shù)量，使成本變聞。

實用新型內(nèi)容因此本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，提出一種簡單可靠的高壓開關(guān)器件。根據(jù)上述目的，本實用新型提出了一種高壓開關(guān)器件，包括襯底，具有第一型摻雜；形成在襯底上的外延層；形成在外延層內(nèi)的漏區(qū)和源區(qū)，其中所述源區(qū)具有第一型摻雜，所述漏區(qū)具有第二型摻雜；位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的漂移區(qū)；覆蓋部分源區(qū)的柵氧；覆蓋柵氧覆蓋之外的其他外延層部分的場氧；形成在柵氧上的柵極部分；以及形成在場氧上的蛇形多晶硅部分，其中所述蛇形多晶硅部分具有第一端和第二端，其第一端與所述漏區(qū)接觸，其第二端靠近所述柵極部分但與其分開，所述蛇形多晶硅部分在垂直方向上位于所述漂移區(qū)上。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，其中所述高壓開關(guān)器件包括金屬氧化物場效應(yīng)晶體管或者結(jié)型場效應(yīng)晶體管；所述第一型摻雜為P型，所述第二型摻雜為N型。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，其中所述高壓開關(guān)器件包括金屬氧化物場效應(yīng)晶體管或者結(jié)型場效應(yīng)晶體管；所述第一型摻雜為N型，所述第二型摻雜為P型。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，其中所述蛇形多晶硅部分的電阻值范圍為 3X106Q 5X106Q。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，其中所述蛇形多晶硅部分的第二端通過金屬線引出，并通過電阻器連接至參考地。[0011]根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，其中所述電阻器的阻值為所述蛇形多晶硅部分的電阻值的1/50以下。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，其中所述漂移區(qū)包括多個輕摻雜區(qū)和多個第三摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)被依次交替放置在漂移區(qū)內(nèi)；其中所述輕摻雜區(qū)的摻雜濃度水平低于所述第三摻雜區(qū)的摻雜濃度水平。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，進(jìn)一步包括形成于所述源區(qū)的基區(qū)，所述基區(qū)具有第一型摻雜。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，進(jìn)一步包括與第一重?fù)诫s區(qū)和第二重?fù)诫s區(qū)接觸的源極電極；以及與第三重?fù)诫s區(qū)接觸的漏極電極。根據(jù)本實用新型實施例的一種高壓開關(guān)器件，其中所述柵極部分采用多晶硅。根據(jù)本實用新型各方面的上述高壓開關(guān)器件，無需額外焊盤，簡單實現(xiàn)漏極電壓 檢測，并且其對原有制作工藝無需大的改進(jìn)，使得制作的高壓開關(guān)器件可靠性強。

圖I示意性地示出了根據(jù)本實用新型一實施例的高壓開關(guān)器件的剖面圖100 ；圖2示意性地示出了根據(jù)本實用新型一實施例的高壓開關(guān)器件的剖面圖200 ；圖3示意性地示出了根據(jù)本實用新型一實施例的高壓開關(guān)器件的俯視圖300 ；圖4不意性地不出圖I所不聞壓開關(guān)器件的等效電路圖400 ；圖5示意性地示出了根據(jù)本實用新型另一實施例的高壓開關(guān)器件的剖面圖500。
具體實施方式
下面將詳細(xì)描述本實用新型的具體實施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本實用新型。在以下描述中，為了提供對本實用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實行本實用新型。在其他實例中，為了避免混淆本實用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個說明書中，對“ 一個實施例”、“實施例”、“ 一個示例”或“示例”的提及意味著結(jié)合該實施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實用新型至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出的項目的任何和所有組合。圖I示意性地示出了根據(jù)本實用新型一實施例的高壓開關(guān)器件的剖面圖100。如圖I所示，高壓開關(guān)器件包括襯底101，具有第一型摻雜；形成在襯底上的外延層120 ;形成在外延層120內(nèi)的漏區(qū)103和源區(qū)102，其中所述源區(qū)102具有和襯底相同類型的第一型摻雜；所述漏區(qū)103具有和襯底相反類型的第二型摻雜；位于所述源區(qū)102和所述漏區(qū)103之間的漂移區(qū)104 ;覆蓋部分源區(qū)102的柵氧10 ;覆蓋柵氧10覆蓋之外的其他外延層部分的場氧107 ;形成在柵氧10上的柵極部分110 ;以及形成在場氧107上的蛇形多晶硅部分111，所述蛇形多晶硅部分111具有第一端和第二端，其第一端與所述漏區(qū)106接觸，其第二端靠近所述柵極部分110但與其分開，所述蛇形多晶硅部分111在垂直方向上位于所述漂移區(qū)104上。在一個實施例中，所述高壓開關(guān)器件還包括形成于源區(qū)102內(nèi)的第一重?fù)诫s區(qū)105、第二重?fù)诫s區(qū)116 ;形成于漏區(qū)103內(nèi)的第三重?fù)诫s區(qū)106 ;所述第一重?fù)诫s區(qū)105和第三重?fù)诫s區(qū)106具有第二型摻雜，所述第二重?fù)诫s區(qū)116具有第一型摻雜。在一個實施例中，所述高壓開關(guān)器件還包括與第一重?fù)诫s區(qū)105和第二重?fù)诫s區(qū)116接觸的源極電極108 ;與第三重?fù)诫s區(qū)106接觸的漏極電極109。 在一個實施例中，所述柵極部分110采用多晶硅。在一個實施例中，所述高壓開關(guān)器件包括金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)。當(dāng)高壓開關(guān)器件為N型器件時，所述第一型摻雜為P型，所述第二型摻雜為N型；當(dāng)高壓開關(guān)器件為P型器件時，所述第一型摻雜為N型，所述第二型摻雜為P型。圖I所示實施例中，所述高壓開關(guān)器件包括N型M0SFET，其第一型摻雜為P型，第二型摻雜為N型。在一個實施例中，柵氧10和場氧107均包括二氧化硅(Si02)。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，所述柵氧和場氧還可以包括其他的電介質(zhì)。圖2示意性地示出了根據(jù)本實用新型一實施例的高壓開關(guān)器件的剖面圖200。圖2所示高壓開關(guān)器件與圖I所示高壓開關(guān)器件相似，與圖I所示高壓開關(guān)器件的剖面圖100不同的是，在圖2所示實施例中，高壓開關(guān)器件的漂移區(qū)104包括多個輕摻雜區(qū)114(如圖I所示N-)和多個第三摻雜區(qū)117 (N)，所述輕摻雜區(qū)114和第三摻雜區(qū)117被依次交替放置在漂移區(qū)104內(nèi)。其中第三摻雜區(qū)的摻雜濃度水平為漏區(qū)103摻雜濃度水平的摻雜區(qū)域，重?fù)诫s區(qū)(N+)的摻雜濃度水平高于漏區(qū)103摻雜濃度水平的摻雜區(qū)域，輕摻雜區(qū)(N-)的摻雜濃度水平低于漏區(qū)103摻雜濃度水平的摻雜區(qū)域；也就是說，輕摻雜區(qū)的摻雜濃度水平小于第三摻雜區(qū)的摻雜濃度水平，第三摻雜區(qū)的摻雜濃度水平小于重?fù)诫s區(qū)的摻雜濃度水平。在一個實施例中，所述輕摻雜區(qū)和所述第三摻雜區(qū)均具有第二型摻雜。在一個實施例中，所述蛇形多晶硅部分111的第二端通過金屬線112引出，并通過電阻器113連接至參考地(如圖2虛線所示)。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，在其他實施例中，也可以在所述蛇形多晶硅部分111上選取任意合適一點，通過金屬線將其引出。圖3示意性地示出了根據(jù)本實用新型一實施例的高壓開關(guān)器件的俯視圖300。如圖3所示，所述蛇形多晶硅部分111在漂移區(qū)104內(nèi)多次迂回，以增大蛇形多晶硅部分111的長度，從而增大其電阻值。在一個實施例中，多晶硅部分111的電阻值范圍為3X106Q 5X106Q。如在一個實施例中，多晶硅部分111的電阻值為4X IO6歐姆。在一個實施例中，所述電阻器113的阻值為所述蛇形多晶硅部分111的電阻值的1/50以下。[0036]由于蛇形多晶硅部分111在漂移區(qū)104內(nèi)多次迂回，增大了其電阻值，因此高壓開關(guān)器件漏極的高壓降將降落在蛇形多晶硅部分111上。通過金屬線將蛇形多晶硅部分111的第二端或者其他任意合適點引出，則可以獲得相應(yīng)的漏極電壓信息。由于高壓開關(guān)器件漏極的高壓將降落在蛇形多晶硅部分111上，因此，電阻器113所在區(qū)域為低壓區(qū)域。則在電阻器113和金屬線的耦接節(jié)點處，可得到反映高壓開關(guān)器件漏極電壓的檢測電壓。該檢測電壓的電壓值較低(如小于7V)，符合控制電路的電壓級別要求，因此可被輸送至控制電路，以實現(xiàn)系統(tǒng)UVLO、OVP等功能，其等效電路圖見圖4。圖5示意性地示出了根據(jù)本實用新型另一實施例的高壓開關(guān)器件的剖面圖500。圖5所示高壓開關(guān)器件與圖I所示高壓開關(guān)器件相似，與圖I所示高壓開關(guān)器件不同的是，圖5所示高壓開關(guān)器件進(jìn)一步包括形成于源區(qū)102中的基區(qū)115，所述基區(qū)115具有第一 型摻雜。圖5所示高壓開關(guān)器件包括蛇形多晶硅部分111，因此高壓開關(guān)器件的漏極高壓降將降落在蛇形多晶硅部分111上。通過金屬線將多晶硅部分111的第二端或者其他任意合適點引出，可以獲得相應(yīng)的漏極電壓信息，即檢測電壓。該檢測電壓的電壓值較低(如小于7V)，符合控制電路的電壓級別要求，因此可被輸送至控制電路，以實現(xiàn)系統(tǒng)UVL0、0VP等功能。從以上各實施例可以看出，本實用新型提出的高壓開關(guān)器件無需額外焊盤，簡單實現(xiàn)漏極電壓檢測，并且該高壓器件對原有制作工藝無需大的改進(jìn)，使得制作的高壓開關(guān)器件可靠性強。雖然已參照幾個典型實施例描述了本實用新型，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本實用新型能夠以多種形式具體實施而不脫離實用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述高壓開關(guān)器件包括 襯底，具有第一型摻雜； 形成在襯底上的外延層； 形成在外延層內(nèi)的漏區(qū)和源區(qū)，其中所述源區(qū)具有第一型摻雜，所述漏區(qū)具有第二型摻雜； 位于所述源區(qū)和所述漏區(qū)之間的漂移區(qū)； 覆蓋部分源區(qū)的柵氧； 覆蓋柵氧覆蓋之外的其他外延層部分的場氧； 形成在柵氧上的柵極部分；以及 形成在場氧上的蛇形多晶硅部分，其中所述蛇形多晶硅部分具有第一端和第二端，其第一端與所述漏區(qū)接觸，其第二端靠近所述柵極部分但與其分開，所述蛇形多晶硅部分在垂直方向上位于所述漂移區(qū)上。
2.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于， 所述高壓開關(guān)器件包括金屬氧化物場效應(yīng)晶體管或者結(jié)型場效應(yīng)晶體管； 所述第一型摻雜為P型，所述第二型摻雜為N型。
3.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于， 所述高壓開關(guān)器件包括金屬氧化物場效應(yīng)晶體管或者結(jié)型場效應(yīng)晶體管； 所述第一型摻雜為N型，所述第二型摻雜為P型。
4.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述蛇形多晶硅部分的電阻值范圍為 3X106Q 5X106Q。
5.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述蛇形多晶硅部分的第二端通過金屬線引出，并通過電阻器連接至參考地。
6.如權(quán)利要求4所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述電阻器的阻值為所述蛇形多 晶硅部分的電阻值的1/50以下。
7.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述漂移區(qū)包括多個輕摻雜區(qū)和多個第三摻雜區(qū)，所述輕摻雜區(qū)和第三摻雜區(qū)被依次交替放置在漂移區(qū)內(nèi)；其中所述輕摻雜區(qū)的摻雜濃度水平低于所述第三摻雜區(qū)的摻雜濃度水平。
8.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述高壓開關(guān)器件進(jìn)一步包括形成于所述源區(qū)的基區(qū)，所述基區(qū)具有第一型摻雜。
9.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述高壓開關(guān)器件進(jìn)一步包括 與第一重?fù)诫s區(qū)和第二重?fù)诫s區(qū)接觸的源極電極；以及 與第三重?fù)诫s區(qū)接觸的漏極電極。
10.如權(quán)利要求I所述的高壓開關(guān)器件，其特征在于，所述柵極部分采用多晶硅。
專利摘要本申請公開了高壓開關(guān)器件。該高壓開關(guān)器件，包括襯底、外延層、源區(qū)、漏區(qū)、漂移區(qū)、柵氧、場氧、柵極部分和蛇形多晶硅部分。本申請公開的高壓器件無需額外焊盤，簡單實現(xiàn)漏極電壓檢測，并且其對原有制作工藝無需大的改進(jìn)，使得制作的高壓開關(guān)器件可靠性強。
文檔編號H01L21/28GK202523717SQ20122016733
公開日2012年11月7日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者易坤 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司