雙垂直窗三埋層soi高壓器件結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓器件領(lǐng)域，尤其涉及多埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]SOI獨(dú)特的結(jié)構(gòu)帶來隔離性能好、漏電流小、速度快、抗輻照和功耗低等優(yōu)點(diǎn)，充分發(fā)揮了硅集成電路技術(shù)的潛力，特別是SOI高壓集成電路在未來空天抗輻照領(lǐng)域具有特殊作用，因而得以廣泛發(fā)展和應(yīng)用。SOI橫向高壓器件作為高壓集成電路的基石，由于介質(zhì)層阻止了其耗盡區(qū)向襯底層擴(kuò)展，使得習(xí)用的器件縱向耐壓僅由頂層硅和介質(zhì)層承擔(dān)。而因隔離和散熱的限制，頂層硅和介質(zhì)層都不能太厚，同時(shí)由界面處無電荷高斯定理，使得器件擊穿時(shí)的介質(zhì)層電場僅為硅臨界場的3倍即100V / μ m左右，遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際常用介質(zhì)材料如S1的臨界場600V / μ m，所以SOI橫向高壓器件縱向耐壓較低，限制了高壓集成電路的應(yīng)用和發(fā)展，目前投入應(yīng)用的還沒有突破600V的瓶頸。對此，國內(nèi)外眾多學(xué)者進(jìn)行了深入研究，當(dāng)前工作主要集中在使用新器件結(jié)構(gòu)提高縱向電壓。
[0003]業(yè)界通常改變各個區(qū)域的摻雜濃度或者改變埋氧層結(jié)構(gòu)來增加埋氧層的電場強(qiáng)度和使電場線更均勻分布，來提高縱向擊穿電壓。
[0004]下面以單窗口雙埋層SOI高壓器件闡述現(xiàn)有的SOI高壓器件結(jié)構(gòu)。
[0005]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)的埋層包含兩層氧化層，第一埋氧層有單一窗口，兩氧化層之間填充多晶娃。第一層埋氧阻擋了橫向電場對第二埋氧層與多晶硅界面反型層電荷的抽取，該反型電荷將大大增強(qiáng)第二層埋氧層的電場；同時(shí)第一埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場，因而可獲得較高的擊穿電壓。不過相對于實(shí)際應(yīng)用要求，該SOI高壓器件結(jié)構(gòu)的擊穿電壓仍然需要進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供雙窗三層SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)，以提高SOI器件的擊穿電壓。
[0007]本發(fā)明提供了雙窗三層SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)，包括了三層埋氧層以及兩個窗口，這兩個窗口與水平的埋氧層成一定角度。
[0008]可選的，所述的角度為90°或其他角度(小于180°大于0° )。
[0009]可選的，所述前兩層埋氧層是可互換的，即第一埋層下降到第二埋層之下。
[0010]可選的，所述前兩層埋氧層之間的垂直距離可變。
[0011]可選的，第一層與第三層的連接層到器件左邊界的距離是可變的。
[0012]可選的，填充的多晶硅可換成其他材料。
【附圖說明】
[0013]圖1是單窗SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是雙窗SOI高壓器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中雙窗三埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié)構(gòu)使用了窗口與埋氧層垂直且的結(jié)構(gòu)前兩層埋氧阻擋了橫向電場對第三埋氧層與多晶硅界面反型層電荷的抽取，該反型電荷將大大增強(qiáng)第三層埋氧層的電場；同時(shí)第一埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場，因而可獲得較高的縱向擊穿電壓。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙窗雙埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，包括三層埋氧層以及埋氧層之間的多晶硅層，其特征在于所開的兩個窗(第一埋層兩端分別與第二埋層兩端的連線)不與埋層平行或者第一埋層與第二埋層不在同一平面上，一二層與第三層埋層之間的填充多晶硅。2.如權(quán)利要求1所述的雙窗雙埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述窗口與埋層所成的角度為大于0°小于180°的角。3.如權(quán)利要求1所述的雙窗雙埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，所述前兩層埋氧層是可互換的，即第一埋層下降到第二埋層之下。4.如權(quán)利要求1所述的雙窗雙埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，所述前兩層埋氧層之間的垂直距離可變。5.如權(quán)利要求1所述的雙窗雙埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，所述的第一層與第三層的連接層到器件左邊界的距離是可變的。6.如權(quán)利要求1所述的雙窗雙埋層SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，所述的多晶硅可以換成其他材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了雙垂直窗三埋層的SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，器件結(jié)構(gòu)如圖1所示，該結(jié)構(gòu)的埋層包含三層氧化層，兩個窗不與埋層平行或者第一埋層與第二埋層不在同一平面上，第一層與第三層通過二氧化硅相連。第一層第二層埋氧層與第三層埋氧層之間填充多晶硅。該方法通過增強(qiáng)第三層埋氧層的電場，同時(shí)第一第二埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場來提高縱向擊穿電壓。
【IPC分類】H01L27/12
【公開號】CN105097823
【申請?zhí)枴緾N201410216653
【發(fā)明人】張炯, 邵興, 徐帆, 程玉華
【申請人】上海北京大學(xué)微電子研究院
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月22日