[发明专利]一种提高SOI器件击穿电压的器件新结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，更具体的涉及一种绝缘体上硅高压器件结构。

背景技术

SOI高压器件是SOISPIC的重要组成部分，以其寄生效应小，功耗小，速度高，集成度高，抗辐射能力强，消除了闭锁效应等受到了广泛关注。SOI器件的耐压由横向耐压和纵向耐压来决定。SOI器件的横向耐压和体硅器件的横向耐压相似，可以将比较成熟的体硅结终端技术应用到SOI器件上来。而对S01器件的纵向耐压，则与体硅器件有较大的差别，是决定SOI器件耐压的主要因素。

先前提高击穿电压的方法有（1）在SI层和SiO2界面加一层N+缓冲层来提高埋氧层承担的电压。（2）Si02上加一薄层高阻SIPOS层来屏蔽衬底偏压的影响。（3）漂移区线性掺杂结构。（4）屏蔽槽结构。（5）阶梯型埋氧层结构。（6）复合型埋氧层结构。

下面以阶梯型埋氧层结构为例阐述现有的SOI高压器件结构。

图2是现有技术中SOI高压器件的结构示意图。主要特点是埋氧

层由源到漏成阶梯形状，通过在阶梯处所引入的电荷产生附加电场增强埋层电场提高器件纵向耐压，同时调制漂移区电场提高横向耐压，源极下的硅窗口在提高耐压的同时缓解了器件的自热效应。

发明内容

本发明在于提供一种SOI器件新结构，以提高其纵向击穿电压，实现高压，高速，低导通电阻的SOI器件。

可选的，埋氧层可以是阶梯型或是斜坡型。

本发明提供一种SOI器件新结构在原有的基础上提出了阶梯型与复合型结合的埋氧层结构。

本发明SOI器件新结构，从源端到漏端是阶梯型埋氧层，漏端下方是复合型埋氧层结构。

漏端下的复合型埋氧层之间开有窗口。

源端下的埋氧层开有槽，使衬底和顶层硅连接，在提高击穿电压的同时，降低自热效应。

本发明实施例与传统的高压器件相比，阶梯型埋氧层使得源端的击穿电压增加，不会使击穿发生在p阱和漂移区接触处，并且由于阶梯型埋氧层致使的漂移区也呈阶梯型，导通电阻降低。漏端下的复合型埋氧层使得漏端击穿电压由两层埋氧层分担，从而提高了器件的击穿电压。

附图说明

图1是现有技术中高压SOI器件的结构示意图；

图2是改进后的高压SOI器件的结构示意图；

图3是改进后的高压SOI器件界面处电荷分布示意图。

具体实施方式

图2是本发明实施例中高压SOI器件侧视视结构示意图，该结构将埋氧层改变成从源端到漏端是阶梯型埋氧层，漏端下方是复合型埋氧层结构。

图1是现有技术中高压SOI器件的结构示意图，该结构埋氧层是单面阶梯型，氧化层厚度从源端到漏端逐渐变薄。

阶梯型埋氧层使源端p阱下方厚度足够大，在漏端加足够大的电压时，源端耗尽区可以承受更多的电压，不会使击穿发生在源端p阱与漂移区界面处。同时由于阶梯型结构，衬底与氧化层界面处负电荷集聚在阶梯处，集聚的负电荷可以对上层硅与氧化层界面的电场分布调制，使电场线分布更加均匀进一步增加击穿电压。

复合型埋氧层结构利用两层埋氧层来分担电压，在漏端加足够大的电压时，复合型埋氧层中间的多晶硅介质全部耗尽，形成一层正电荷层，由于两层氧化层的隔离作用，电荷无法被大的电压抽走，积累在第二层氧化层表面，屏蔽第二层氧化层表面内的电场，使纵向较只有一层埋氧层时击穿电压增大。

上述实施例仅以阶梯型埋氧层和复合型埋氧层结合为例来说明本发明，实际上，只要使漏端到源端漂移区逐渐变宽，例如斜坡型埋氧层。使漏端的氧化层可以承担更高电压的埋氧层结构都会比原有的SOI器件击穿电压要高。