專利名稱：一種高壓互連結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及高壓集成電路，尤其是高壓集成電路中的高壓互連結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高壓集成電路已經(jīng)在通信、電源管理、馬達(dá)控制等領(lǐng)域取得巨大的發(fā)展，并將繼續(xù)受到更廣泛的關(guān)注。功率集成電路將高壓器件與低壓控制電路集成在一起帶來一系列的好處的同時(shí)，對(duì)電路設(shè)計(jì)也帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
隨著集成度的增高，以及更高的互連電壓要求，具有高電位的高壓互連線(Highvoltage Interconnect ion,簡(jiǎn)稱HVI)在跨過橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管LDMOS (Lateral Double-Diffused M0SFET)等高壓器件與隔離區(qū)的表面局部區(qū)域時(shí),會(huì)產(chǎn)生高低壓互連線效應(yīng)即會(huì)導(dǎo)致電力線局部集中，在器件的表面產(chǎn)生場(chǎng)致電荷，使表面電場(chǎng)急劇增大，嚴(yán)重影響器件的擊穿電壓。傳統(tǒng)的高壓互連電路常常使用浮空?qǐng)霭寤蚝裱趸瘜拥确椒▉砥帘胃邏壕€對(duì)器件耐壓的有害影響，但會(huì)產(chǎn)生工藝難度大、成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)在高壓互連電路中，高壓金屬互連線跨過高壓功率器件或隔離區(qū)表面時(shí)，導(dǎo)致電力線局部集中，在器件表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷，使漂移區(qū)難以完全耗盡，造成器件擊穿電壓降低的技術(shù)問題，提供一種高壓互連結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠使高壓功率器件表面電場(chǎng)不會(huì)過于集中，減小互連線對(duì)器件耐壓的影響。與現(xiàn)有的各種高壓互連的屏蔽技術(shù)相比，本發(fā)明沒有引入降場(chǎng)層或場(chǎng)板等其他結(jié)構(gòu)，因此在不增加工藝復(fù)雜性、不增加器件成本的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)高壓集成電路電平位移結(jié)構(gòu)的集成。本發(fā)明技術(shù)方案是一種高壓互連結(jié)構(gòu)，用于具有橫向高壓功率器件的高壓集成電路中，在橫向高壓功率器件的漏極或陽(yáng)極與高壓電路連接端口之間采用邦定技術(shù)中的邦定線進(jìn)行跨接。下面通過高壓互連線對(duì)η溝道LDMOS器件影響的分析說明本發(fā)明專利的原理。在具有高壓互連線的LDMOS器件中，如圖3所示，圖中的高壓互連金屬線與器件硅表面的介質(zhì)構(gòu)成一個(gè)寄生MOS電容結(jié)構(gòu),其中高壓互連金屬線與器件娃表面分別充當(dāng)電容的電極，期間為絕緣介質(zhì)層。由于高壓互連金屬線往往和漏極相連，因此具有很高的電位，與靠近源極的器件表面之間的電壓差會(huì)很大，因此在硅表面感應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)電荷(互連線相對(duì)器件表面帶正電)將會(huì)很大。該場(chǎng)致電荷的存在，會(huì)抑制器件在漏端加高壓的情況下N型漂移區(qū)的耗盡，致使器件在N型漂移區(qū)未完全耗盡時(shí)就發(fā)生了雪崩擊穿，降低了器件的耐壓。對(duì)于該寄生MOS電容，其電容值與互連線和器件表面的距離成反比，與互連線的寬度成正比。在本發(fā)明中，由于器件采用邦定線作為高壓互連線，且邦定線距離器件表面有較大距離，通?？梢赃_(dá)到幾百個(gè)微米甚至更大，使得邦定線與器件表面之間的寄生電容會(huì)極大地降低，其引入的電荷量將較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大減小，降低了高壓互連線對(duì)器件耐壓的有害影響。本發(fā)明與傳統(tǒng)高壓互連結(jié)構(gòu)相比，互連線對(duì)表面電場(chǎng)的影響明顯降低，起到了有效的電場(chǎng)屏蔽的作用。綜上所述，本發(fā)明提供的高壓互連結(jié)構(gòu)，由于使用了邦定線作為器件的高壓互連線，增加了互連線與器件表面之間的距離，與傳統(tǒng)高壓互連技術(shù)相比，減小了互連線電位對(duì)器件表面電場(chǎng)的影響，大大增強(qiáng)了器件在具有高壓互連線時(shí)的耐壓能力。與現(xiàn)有的各種高壓互連的屏蔽技術(shù)相比，本發(fā)明沒有引入降場(chǎng)層或場(chǎng)板等其他結(jié)構(gòu)，從而不會(huì)增加工藝復(fù)雜性與器件成本。


圖I所示為使用傳統(tǒng)高壓互連結(jié)構(gòu)的高壓集成電路。圖2所示為使用本發(fā)明高壓互連結(jié)構(gòu)的高壓集成電路。 圖3所示為使用傳統(tǒng)高壓互連結(jié)構(gòu)的η溝道LDMOS剖面圖。圖4所示為使用本發(fā)明高壓互連結(jié)構(gòu)的η溝道LDMOS剖面圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的高壓互連結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)功率器件的高壓互連方式，使用邦定線作為器件的高壓互連線，能夠明顯減小互連線對(duì)器件耐壓的影響，從而使器件表面電場(chǎng)不會(huì)過于集中，大大增強(qiáng)了器件在具有高壓互連線時(shí)的耐壓能力。與現(xiàn)有的各種高壓互連的屏蔽技術(shù)相比，本發(fā)明沒有引入降場(chǎng)層或場(chǎng)板等其他結(jié)構(gòu)，從而不會(huì)增加工藝復(fù)雜性與器件成本。圖I為使用傳統(tǒng)高壓互連結(jié)構(gòu)的高壓集成結(jié)構(gòu)。其中I是基于邏輯地的低端電路，2是橫向功率器件，3是橫向功率器件的源柵極，4是高壓結(jié)終端，5是基于浮動(dòng)地的高端電路，6是高壓互連金屬線。對(duì)于這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，高壓互連金屬線連接了橫向功率器件2的高壓端與基于浮動(dòng)地的高端電路5，因此具有較高電位，當(dāng)高壓互連金屬線跨過高壓結(jié)終端表面時(shí)，會(huì)在器件表面產(chǎn)生場(chǎng)致電荷，導(dǎo)致低電位區(qū)域的電力線局部集中，抑制功率器件漂移區(qū)的耗盡，使器件在漂移區(qū)未完全耗盡時(shí)發(fā)生雪崩擊穿，導(dǎo)致器件耐壓嚴(yán)重降低。圖2為使用本發(fā)明的電平位移電路中的高壓集成結(jié)構(gòu)。其中I是基于邏輯地的低端電路，2是橫向功率器件，3是橫向功率器件的源柵極，4是高壓結(jié)終端，5是基于浮動(dòng)地的高端電路，6是高壓互連邦定線。由于使用了邦定線作為器件的高壓互連線，增加了互連線與器件表面之間的距離，與傳統(tǒng)高壓互連技術(shù)相比，減小了互連線電位對(duì)器件表面電場(chǎng)的影響，大大增強(qiáng)了器件在具有高壓互連線時(shí)的耐壓能力。圖3為使用傳統(tǒng)高壓互連結(jié)構(gòu)的η溝道LDM0S。以N型溝道器件為例，其中I為P型襯底，2為N型雜質(zhì)區(qū)，3是P型阱區(qū)，4、5分別是源極的P型雜質(zhì)重?fù)诫s區(qū)和N型雜質(zhì)重?fù)诫s區(qū)，6是漏極的N型雜質(zhì)重?fù)诫s區(qū)，7是源極，8是多晶硅柵極，9是漏極，10是柵氧化層，11是金屬前絕緣介質(zhì)層，12是高壓互連金屬線。
圖4為使用本發(fā)明高壓互連結(jié)構(gòu)的η溝道LDMOS組合使用。以N型溝道器件為例，其中I為P型襯底，2為N型雜質(zhì)區(qū)，3是P型阱區(qū)，4、5分別是源極的P型雜質(zhì)重?fù)诫s區(qū)和N型雜質(zhì)重慘雜區(qū)，6是漏極的N型雜質(zhì)重慘雜區(qū)，7是源極，8是多晶娃柵極，9是漏極，10是柵氧化層，11是金屬前絕緣介質(zhì)層，13是邦定線與器件絕緣層之間的空氣，14是高壓互連邦定線。在本發(fā)明的高壓集成結(jié)構(gòu)中，使用邦定線作為器件的高壓互連線，相比于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，明顯地增加了互連線與器件表面之間的距離，從而減小了二者之間的寄生電容值，從而有效地降低了器件表面產(chǎn)生的場(chǎng)致電荷量，使器件的漂移區(qū)可以正常耗盡，保護(hù)了器件的耐壓。 綜上所述，本發(fā)明提供了一種高壓互連結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)高壓互連技術(shù)相比，使用邦定線作為器件的高壓互連線，減小互連線電位對(duì)器件表面電場(chǎng)的影響，大大增強(qiáng)了器件在具有高壓互連線時(shí)的耐壓。與現(xiàn)有的各種高壓互連的屏蔽技術(shù)相比，本發(fā)明沒有引入降場(chǎng)層 或場(chǎng)板等其他結(jié)構(gòu)，從而不會(huì)增加工藝復(fù)雜性與器件成本。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡是本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高壓互連結(jié)構(gòu)，用于具有橫向高壓功率器件的高壓集成電路中，在橫向高壓功率器件的漏極或陽(yáng)極與高壓電路連接端口之間采用邦定技術(shù)中的邦定線進(jìn)行跨接。
全文摘要
一種高壓互連結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明用于具有橫向高壓功率器件的高壓集成電路中，在橫向高壓功率器件的漏極或陽(yáng)極與高壓電路連接端口之間采用邦定技術(shù)中的邦定線進(jìn)行跨接。本發(fā)明提供的高壓互連結(jié)構(gòu)，由于使用了邦定線作為器件的高壓互連線，增加了互連線與器件表面之間的距離，與傳統(tǒng)高壓互連技術(shù)相比，減小了互連線電位對(duì)器件表面電場(chǎng)的影響，大大增強(qiáng)了器件在具有高壓互連線時(shí)的耐壓能力。與現(xiàn)有的各種高壓互連的屏蔽技術(shù)相比，本發(fā)明沒有引入降場(chǎng)層或場(chǎng)板等其他結(jié)構(gòu)，從而不會(huì)增加工藝復(fù)雜性與器件成本。
文檔編號(hào)H01L23/522GK102945838SQ20121043505
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者喬明, 張昕, 許琬, 李燕妃, 周鋅, 吳文杰, 張波 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)