[发明专利]一种BCD半导体集成器件

摘要

本发明提供一种BCD半导体集成器件，包括13个器件，13个器件共用一个P型衬底和N型外延层，每一部分之间通过伸入至P型衬底的深P‑sink层及深P‑sink层上方的隔离电极实现器件之间电学隔离，本发明利用低阈值电压MOS管的氧化层介质作为低阈值高压功率LDMOS器件的栅氧化层，将低阈值电压MOS管的表面低浓度阱区设置为低阈值高压功率LDMOS器件的阱区，并将栅电极设置在对称轴处引入JFET的方式使得低阈值电压LDMOS电流路径和承受击穿电压的主要PN结不相同，避免器件因低浓度阱区带来的提前穿通问题，因此，本发明利用BCD工艺平台中的低阈值MOS管和LDMOS，实现了工艺完全兼容的低阈值LDMOS，不需要新增任何工艺菜单和掩膜版。

主权项

1.一种BCD半导体集成器件，其特征在于包括13个器件，分别为：低阈值nMOS管(101)、低阈值pMOS管(102)、低阈值nLDMOS管(103)、低阈值pLDMOS管(104)、NMOS管(105)、PMOS管(106)、nLDMOS管(107)、pLDMOS管(108)、第一类NPN管(109)、第一类PNP管(110)、第二类NPN管(111)、第二类PNP管(112)、功率二极管(113)；13个器件共用一个P型衬底(10)和N型外延层(9)，每一部分之间通过伸入至P型衬底(10)的深P‑sink层(12)及深P‑sink层(12)上方的隔离电极(30)实现器件之间电学隔离：低阈值nMOS管(101)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过离子注入形成的低浓度P阱(4)，置于低浓度P阱(4)内部表面重掺杂的两个N型接触(1)和一个P型接触(2)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，栅氧化层(21)置于半导体表面且将两个N型接触(1)相连，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)和漏电极(33)分别位于两个N型接触(1)上方，体接触电极(39)置于P型接触(2)之上；低阈值pMOS管(102)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过离子注入形成的低浓度N阱(3)，置于低浓度N阱(3)内部表面重掺杂的两个P型接触(2)和一个N型接触(1)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，栅氧化层(21)置于半导体表面且将两个P型接触(2)相连，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)和漏电极(33)分别位于两个P型接触(2)上方，体接触电极(39)置于N型接触(1)之上；低阈值nLDMOS管(103)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二N阱(7)，在第二N阱(7)内通过离子注入形成的两个低浓度P阱(4)，两个低浓度P阱(4)之间被第二N阱(7)隔开，低浓度P阱(4)内部表面均包含重掺杂的一个N型接触(1)及与之相邻的一个P型接触(2)，分别置于第二N阱(7)左右两侧表面的两个N型接触(1)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，栅氧化层(21)置于半导体表面且将两个N型接触(1)相连，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)位于低浓度P阱表面的N型接触(1)及与之相邻的P型接触(2)上方将其短接，漏电极(33)位于第二N阱(7)的N型接触(1)的表面；低阈值pLDMOS管(104)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二P阱(8)，在第二P阱(8)内通过离子注入形成的两个低浓度N阱(3)，两个低浓度N阱(3)之间被第二P阱(8)隔开，低浓度N阱(3)内部表面均包含重掺杂的一个N型接触(1)及与之相邻的一个P型接触(2)，分别置于第二P阱(8)左右两侧表面的两个P型接触(2)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，栅氧化层(21)置于半导体表面且将两个P型接触(2)相连，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)位于低浓度P阱表面的N型接触(1)及与之相邻的P型接触(2)上方将其短接，漏电极(33)位于第二P阱(8)内的P型接触(2)的表面；NMOS管(105)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过离子注入形成的第一P阱(6)，置于第一P阱(6)内部表面重掺杂的两个N型接触(1)和一个P型接触(2)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，栅氧化层(21)置于半导体表面且将两个N型接触(1)相连，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)和漏电极(33)分别位于两个N型接触(1)上方，体接触电极(39)置于P型接触(2)之上；PMOS管(106)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过离子注入形成的第一N阱(5)，置于第一N阱(5)内部表面重掺杂的两个P型接触(2)和一个N型接触(1)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，栅氧化层(21)置于半导体表面且将两个P型接触(2)相连，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)和漏电极(33)分别位于两个P型接触(2)上方，体接触电极(39)置于N型接触(1)之上；nLDMOS管(107)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二N阱(7)，在第二N阱(7)内中间通过离子注入形成的第一P阱(6)，置于第一P阱(6)内部表面重掺杂的两个N型接触(1)及两个N型接触(1)之间的一个P型接触(2)，分别置于第二N阱(7)左右两侧表面的两个N型接触(1)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，两个栅氧化层(21)均置于半导体表面，栅氧化层(21)分别将第一P阱(6)左右两侧的表面覆盖，并覆盖部分N型接触(1)及第二N阱(7)表面，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)位于第一P阱(6)表面的两个N型接触(1)及两个N型接触(1)之间的一个P型接触(2)上方，并将两个N型接触(1)及其之间的P型接触(2)短接，漏电极(33)位于第二N阱(7)的N型接触(1)的表面；pLDMOS管(108)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二P阱(8)，在第二P阱(8)内中间通过离子注入形成的第一N阱(5)，置于第一N阱(5)内部表面重掺杂的两个P型接触(2)及两个P型接触(2)之间的一个N型接触(1)，分别置于第二P阱(8)左右两侧表面的两个P型接触(2)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，两个栅氧化层(21)均置于半导体表面，栅氧化层(21)分别将第一N阱(5)左右两侧的表面覆盖并覆盖部分P型接触(2)及第二P阱(8)表面，栅电极(31)置于栅氧化层(21)之上，源电极(32)位于第一N阱(5)表面的两个P型接触(2)及两个P型接触(2)之间的一个N型接触(1)上方，并将两个P型接触(2)及其之间的一个N型接触(1)短接，漏电极位于第二P阱(8)的P型接触(2)的表面；第一类NPN管(109)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二N阱(7)，在第二N阱(7)内中间通过离子注入形成的第一P阱(6)，置于第一P阱(6)内部表面重掺杂的一个N型接触(1)及与之介质隔离的P型接触(2)，置于第二N阱(7)内部表面重掺杂的一个N型接触(1)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，置于第一P阱(6)内N型接触(1)表面的发射极(38)，置于第一P阱(6)内P型接触(2)表面的基极(36)，置于第二N阱(7)内N型接触(1)表面的集电极(37)；第一类PNP管(110)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二P阱(8)，在第二P阱(8)内中间通过离子注入形成的第一N阱(5)，置于第一N阱(5)内部表面重掺杂的一个N型接触(1)及与之介质隔离的P型接触(2)，置于第二P阱(8)内部表面重掺杂的一个P型接触(2)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，置于第一N阱(5)内P型接触(2)表面的发射极(38)，置于第一N阱(5)内N型接触(1)表面的基极(36)，置于第二P阱(8)内P型接触(2)表面的集电极(37)；第二类NPN管(111)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二N阱(7)，在第二N阱(7)内中间通过离子注入形成的低浓度P阱(4)，置于低浓度P阱(4)内部表面重掺杂的一个N型接触(1)及与之介质隔离的P型接触(2)，置于第二N阱(7)内部表面重掺杂的一个N型接触(1)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，置于低浓度P阱(4)内N型接触(1)表面的发射极(38)，置于低浓度P阱(4)内P型接触(2)表面的基极(36)，置于第二N阱(7)内N型接触(1)表面的集电极(37)；第二类PNP管(112)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二P阱(8)，在第二P阱(8)内中间通过离子注入形成的低浓度N阱(3)，置于低浓度N阱(3)内部表面重掺杂的一个N型接触(1)及与之介质隔离的P型接触(2)，置于第二P阱(8)内部表面重掺杂的一个P型接触(2)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，置于低浓度N阱(3)内P型接触(2)表面的发射极(38)，置于低浓度N阱(3)内N型接触(1)表面的基极(36)，置于第二P阱(8)内P型接触(2)表面的集电极(37)；功率二极管(113)包括：在P型衬底(10)上外延形成的N型外延层(9)，在N型外延层(9)表面通过扩散形成的第二P阱(8)，置于第二P阱(8)内部表面重掺杂的一个N型接触(1)及与之介质隔离的P型接触(2)，表面起隔离作用的STI氧化层(23)，置于N型接触(1)表面的阴极(35)和置于P型接触(2)表面的阳极(34)。