CN105097928A - Soi器件新结构 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种提高SOI器件击穿电压的器件新结构，其中主要包括埋层结构，埋氧层在源端和漏端成U型。利用U型埋氧层在大的漏端电压时正电荷不易被抽走提高击穿电压；源端U型介质埋氧层在漏端电压较大时保证击穿不会发生在p阱和漂移区形成的耗尽区，漏端U型介质埋层通过积累大量正电荷来提高击穿电压。

Description

SOI器件新结构

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。

下面以屏蔽槽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。主要特点在埋氧

层上由源到漏有排列均匀的绝缘屏蔽槽，通过绝缘屏蔽槽阻挡产生的正电荷被抽走，从而在埋氧层上形成一层附加的正电荷，产生附加电场增强埋层电场以提高器件纵向耐压，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U型或是V型。

本发明提供一种SOI器件新结构在原有的基础上提出了U型埋氧层新结构。

本发明SOI器件新结构，源端和漏端都是U型的埋氧层结构。

漏端下的U型的埋氧层结构主要用于改善器件的击穿电压。

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，U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U型埋氧层致使导通电阻降低。漏端下的U型埋氧层使得漏端形成附加的正电荷层，提高氧化层所承担的电压，从而提高了器件的击穿电压，氧化层结构使得工艺更加简单。

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源端和漏端都是U型埋氧层。

图1是现有技术中高压SOI器件的结构示意图，该结构埋氧层埋氧层上由源到漏有排列均匀的绝缘屏蔽槽。

U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U型结构，衬底与氧化层界面处引起负电荷集聚，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。

在漏端加足够大的电压时，U型埋氧层阻止正电荷被大的正漏电压抽走，形成一层正电荷层，积累在漏端下的氧化层表面，屏蔽氧化层表面内的电场，使纵向击穿电压增大。

上述实施例仅以U型埋氧层为例来说明本发明，实际上，只要使漏端和源端形成的正电荷在大的正向电压时不会被抽走，例如V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。

Claims (6)

1.一种SOI高压器件新结构，包括漂移区，埋氧层，衬底，其特征是影响击穿电压主要因素是漏端纵向击穿电压，并且埋氧层结构可以提SOI器件的击穿电压。

2.根据权利要求1所术的SOI高压器件,其特征是源端p阱和漂移区形成的耗尽区不会在漏端击穿前击穿。

3.根据权利要求1所术的SOI高压器件,其特征是源端p阱下的漂移区足够厚。

4.根据权利要求1所术的SOI高压器件,其特征是漏端埋氧层结构可以提高氧化层承担的电压。

5.根据权利要求3所术的SOI高压器件,其特征是源端下方将是U型埋氧层。

6.根据权利要求4所术的SOI高压器件,其特征是漏端埋氧层也将是U型埋氧层。