集成ESD防护的Trench VDMOS器件及制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110911495A(43)申请公布日2020.03.24(21)申请号201911044107.5(22)申请日2019.10.30(71)申请人珠海迈巨微电子有限责任公司地址519085广东省珠海市高新区唐家湾镇金唐路1号港湾1号科创园24栋C区1层147室(72)发明人乔明何林蓉周号(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人敖欢(51)Int.Cl.H01L29/78(2006.01)H01L27/02(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称集成ESD防护的TrenchVDMOS器件及制造方法(57)摘要本发明提供一种集成ESD防护的TrenchVDMOS器件及制造方法，包括TrenchVDMOS结构和ESD保护结构；TrenchVDMOS结构包括元胞区和终端保护区，终端保护区采用浮空场限环，包括分压环和截止环，ESD保护结构包括若干个齐纳二极管单元，ESD保护结构接在TrenchVDMOS结构的栅极金属和源极金属两端；本发明所述TrenchVDMOS根据耐压要求可以调整分压环数量以及分压环间距，且本发明所述ESD保护结构位于硬掩膜SiO2上与TrenchVDMOS单元隔离，并且与TrenchVDMOS制造工艺兼容。在不影响器件性能的前提下，减少有源区光刻版，降低制造成本。CN110911495ACN110911495A权利要求书1/2页1.一种集成ESD防护的TrenchVDMOS器件，其特征在于包括TrenchVDMOS结构和ESD保护结构；TrenchVDMOS结构包括元胞区和终端保护区，所述元胞区包括多个结构相同并依次连接的元胞，包括第一导电类型衬底(11)，位于第一导电类型衬底(11)之上的第一导电类型漂移区(12)，位于第一导电类型漂移区(12)上方的第二导电类型阱区(21)，位于第二导电类型阱区(21)之上的第一导电类型源极接触区(13)以及第二导电类型源极接触区(22)，源极金属(51)位于金属前介质(32)上方并与第二导电类型源极接触区(22)、第一导电类型源极接触区(13)相接触，元胞区还包括伸入到第一导电类型漂移区(12)内的深槽(1)，以及位于深槽(1)内部的栅介质层(31)和多晶硅填充物(41)，位于多晶硅填充物(41)上方的金属前介质(32)；所述多晶硅填充物(41)上表面高于第二导电类型阱区(21)上表面，并且多晶硅填充物(41)的下表面低于第一导电类型漂移区(12)的上表面；所述终端保护区包括分压环(2)和截止环(3)，包括第二导电类型阱区(21)，位于第一导电类型漂移区(12)上方的硬掩膜介质层(33)，位于硬掩膜介质层(33)上方的第二导电类型多晶硅区域(23)，以及位于第二导电类型多晶硅区域(23)上方的浮空金属环(55)，位于第二导电类型多晶硅区域(23)上方与第一导电类型接触(14)相接触的截止环金属(54)；ESD保护结构包括若干个齐纳二极管单元，所述ESD保护结构接在TrenchVDMOS结构的栅极金属(52)和源极金属(51)两端。2.根据权利要求1所述的一种集成ESD防护的TrenchVDMOS器件，其特征在于：深槽的延伸端为一个直径大于深槽宽度的圆形引线终端，或者为边长大于深槽宽度的多边形引线终端，栅电极引线孔开设在该引线终端位置上，使得金属与深槽内部多晶硅相连。3.根据权利要求1所述的一种集成ESD防护的TrenchVDMOS器件，其特征在于：所述ESD保护结构位于硬掩膜介质层(33)上方，包括第一导电型多晶硅区域(15)，第二导电类型多晶硅区域(23)，位于多晶硅表面的金属前介质(32)，所述第一导电类型多晶硅区域(15)与第二导电类型多晶硅区域(23)间隔排列，源极金属(51)和栅极金属(52)位于金属前介质上方，并与第二导电类型多晶硅区域(23)或者第一导电类型多晶硅区域(15)接触。4.根据权利要求1所述的一种集成ESD防护的TrenchVDMOS器件，其特征在于：第二导电类型源极接触区(22)置于第二导电类型阱区(21)内，源极金属(51)伸入到第二导电类型源极接触区(22)上方并短接第一导电类型源端接触区(13)与第二导电类型源极接触区(22)。5.根据权利要求1所述的一种集成ESD防护的TrenchVDMOS器件，其特征在于：第二导电类型源极接触区(22)在y方向上与第一导电类型源极接触区(13)间隔排列，y方向平行于深槽(1)的长度方向。6.根据权利要求1所述的一种集成ESD防护的TrenchVDMOS器件，其特征在于：所述第一导电类型源极接触区(13)的掺杂浓度高于第二导电类型源极接