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(chǎng)僅為硅臨界場(chǎng)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(chǎng)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(duì)此，國(guó)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(gè)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(chǎng)強(qiáng)度和使電場(chǎng)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(chǎng)對(duì)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(chǎng)；同時(shí)第一埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場(chǎng)，因而可獲得較高的擊穿電壓。不過相對(duì)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(gè)窗口，這兩個(gè)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(chǎng)對(duì)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(chǎng)；同時(shí)第一埋氧層的硅窗口可以調(diào)制漂移區(qū)電場(chǎng)，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(gè)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(gè)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(chǎng)，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(chǎng)來提高縱向擊穿電壓。
【IPC分類】H01L27/12
【公開號(hào)】CN105097823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410216653
【發(fā)明人】張炯, 邵興, 徐帆, 程玉華
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2014年5月22日