等離子平板顯示器驅動晶片結構的製作方法

2023-07-08 22:48:36 3

專利名稱：等離子平板顯示器驅動晶片結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種等離子平板顯示器(PDP)驅動晶片結構及其製備方法， 適用於等離子平板顯示器列選址驅動晶片和等離子平板顯示器行掃描驅動晶片。
技術背景等離子平板顯示器驅動晶片是由低壓邏輯控制實現高壓輸出。隨著顯示屏技術 和驅動技術的不斷提高，等離子平板顯示器驅動晶片具有以下的發展趨勢列選址 驅動晶片的工作頻率不斷提高，集成度不斷提高；行掃描驅動晶片的工作電壓不斷 提高，集成度也不斷提高。目前常用的等離子平板顯示器驅動晶片結構及製備方法 包括(1)外延工藝結構，集成高壓nVDMOS、高壓pLDMOS和低壓CMOS，採 用深結隔離；(2) SOI工藝結構，集成高壓nLDMOS、高壓pLDMOS和低壓CMOS， 釆用深槽填充二氧化矽的方式隔離；(3)體矽工藝結構，集成高壓nLDMOS、高壓 pLDMOS和低壓CMOS，通過器件PN結自隔離。其中第三種工藝受到器件自身耐 壓以及隔離結構限制，不適合100V以上行掃描驅動晶片。前兩種工藝雖然都適用 於行掃描驅動晶片和列尋址驅動晶片，但是兩種工藝也都有各自的缺點外延工藝 結構隔離結構面積太大，晶片用於隔離的面積超過20%;而SOI工藝結構，雖然隔 離面積小，低於晶片面積的5%，但是滿足要求的SOI材料(外延7um以上)成本 將是外延材料的幾倍，並且國內製造能力嚴重不足。 發明內容本實用新型提供一種等離子平板顯示器驅動晶片結構，適用於離子平板顯示器 列選址驅動晶片和離子平板顯示器行掃描驅動晶片，所述晶片結構能夠提高隔離性 能並有助於降低成本，所述方法能夠兼容標準低壓外延CMOS的製造工藝並且有可 靠性高的優點。本實用新型所述的等離子平板顯示的驅動晶片結構的技術方案如下 本實用新型所述驅動晶片結構製備方法的技術方案如下包括P型襯底，在P 型襯底上設有N型外延層，在N型外延層上設有高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管、 高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管，在P 型襯底與N型外延層之間設有N型重摻雜埋層且高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管、高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管位 於N型重摻雜埋層的上方，在高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管與高壓-N型橫向 金屬氧化物半導體管之間設有第一溝槽，在高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管與低 壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管之間設有第二溝槽，在第一溝槽及第二溝槽內填 充有二氧化矽，所述的第一溝槽及第二溝槽始自P型襯底、穿過延伸N型重摻雜埋 層、進入N型外延層並止於上述半導體管的氧化層。在高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管的外測設有第三溝槽，在第三溝槽內填充 有二氧化矽，所述第三溝槽始自P型襯底，並穿過延伸N型重摻雜埋層至上述半導 體管的氧化層。在低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管的外側設有第四溝槽，在第四溝槽內填 充有二氧化矽，所述第四溝槽始自P型襯底，並穿過延伸N型埋層至上述半導體管 的氧化層。在第一溝槽、第二溝槽、第三溝槽或第四溝槽中填充的二氧化矽設有多晶矽層。 與現有技術相比，本實用新型具有如下優點(1) 本實用新型結構，基於外延材料，材料成本上與SOI相比具有較大優勢， 並且國內外延技術比較成熟。(2) 本實用新型採用深槽隔離，隔離結構的抗閂鎖性能較好，同時隔離結構的 面積較小，隔離面積與SOI工藝結構接近，隔離面積低於晶片總面積的5%。(3) 本實用新型的外延埋層不需要光刻，而是直接普注得到，將會避免工藝制 造過程中由於對位帶來的問題。(4) 本實用新型將高壓P型橫向MOS管和高壓N型橫向MOS管組成高壓 CMOS器件結構，採用CMOS工藝方法製作，並且先製備高壓部分所特有結構，然 後再製備低壓及低壓與高壓部分共有的結構，鑑於低壓器件部分製備在後，高壓器 件部分的製備在先，故不會對低壓MOS管產生影響，所以，本實用新型的高壓器 件結構的製備方法能夠兼容標準低壓外延CMOS的製造工藝並且有可靠性高的優 點。


圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1
以下結合附圖，對本實用新型作詳細說明,如圖1所示,一種等離子平板顯示器驅動晶片結構，包括P型襯底1，在P型襯底1上設有N型外延層8，在N型外延層 8上設有高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管2、高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管 3及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管4，在P型襯底1與N型外延層8之間設 有N型重摻雜埋層5且高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管2、高壓-N型橫向金屬氧 化物半導體管3及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管4位於N型重摻雜埋層5 的上方，在高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管2與高壓-N型橫向金屬氧化物半導體 管3之間設有第一溝槽61,在高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管3與低壓-互補型 橫向金屬氧化物半導體管4之間設有第二溝槽62，在第一溝槽61及第二溝槽62內 填充有二氧化矽6A，所述的第一溝槽61及第二溝槽62始自P型襯底1 、穿過延伸 N型重摻雜埋層5、進入N型外延層8並止於上述半導體管的氧化層7。在高壓-P 型橫向金屬氧化物半導體管2的外測設有第三溝槽63，在第三溝槽63內填充有二 氧化矽6A，所述第三溝槽63始自P型襯底1 ，並穿過延伸N型重摻雜埋層5至上 述半導體管的氧化層7。在低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管4的外側設有第四 溝槽64，在第四溝槽64內填充有；氧化矽6A，所述第四溝槽64始自P型襯底1， 並穿過延伸N型埋層5至上述半導體管的氧化層7。上述第三溝槽63及第四溝槽64分別用於高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管2 與本實用新型以外且製作於同一片晶片上的其它器件的隔離及低壓-互補型橫向金 屬氧化物半導體管4與本實用新型以外且製作於同一片晶片上的其它器件的隔離。 在本實施例中，第一溝槽61、第二溝槽62、第三溝槽63或第四溝槽64中填充的二 氧化矽6A設有多晶矽層6B。上述高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管2由N型阱9、 P型漂移區10、場氧化 層ll、多晶矽柵12，以及P型源區13、 P型漏區14以及N型接觸孔15構成。上述高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管3由P型阱16、多晶矽柵17， N型源 區18、 P型漏區19以及P型接觸孔20構成。上述低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管4由低壓N型MOS管和低壓P型 MOS管構成，低壓N型MOS管設置在P型阱21中，低壓P型MOS管設置在N 型阱22中。實施例2本實用新型等離子平板顯示器驅動晶片結構的製備方法是 第一步取P型襯底1，對其進行預清洗；在P型襯底上製備N型重摻雜埋層5;然後生長N型外延層8;在外延層上刻深隔離槽並製備二氧化矽和填充多晶矽或者二氧化矽，將N型外延層8分隔形成第一N型外延區域、第二N型外延區域及 第三N型外延區域；在第一 N型外延區域上製備高壓P型橫向MOS管的P型漂移 區，然後在第二N型外延區域上製備高壓N型橫向MOS管的P型阱，在第一N型 外延區域上製備高壓P型橫向MOS管的N型阱的同時，在第三N型外延區域製備 低壓P型MOS管的N型阱和低壓N型MOS管的P型阱；再在外延層表面非有源 器件處生長場氧化層；然後分別在第一N型外延區域、第二N型外延區域及第三N 型外延區域上製備高壓N型橫向MOS管、低壓N型MOS管和低壓P型MOS管的 薄氧化層；然後調整溝道閾值電壓，再在薄氧化層上和高壓P型橫向MOS管的場 氧化層上製備多晶矽柵；第二步製備源區、漏區及接觸孔，澱積氧化層，蒸鋁，最後，反刻鋁、鈍化 處理。
權利要求1、一種等離子平板顯示器驅動晶片結構，包括P型襯底(1)，在P型襯底(1)上設有N型外延層(8)，在N型外延層(8)上設有高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管(2)、高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管(3)及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管(4)，其特徵在於在P型襯底(1)與N型外延層(8)之間設有N型重摻雜埋層(5)且高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管(2)、高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管(3)及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管(4)位於N型重摻雜埋層(5)的上方，在高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管(2)與高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管(3)之間設有第一溝槽(61)，在高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管(3)與低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管(4)之間設有第二溝槽(62)，在第一溝槽(61)及第二溝槽(62)內填充有二氧化矽(6A)，所述的第一溝槽(61)及第二溝槽(62)始自P型襯底(1)、穿過延伸N型重摻雜埋層(5)、進入N型外延層(8)並止於上述半導體管的氧化層(7)。
2、 根據權利要求1所述的等離子平板顯示器驅動晶片結構，其特徵在於在高壓 -P型橫向金屬氧化物半導體管(2)的外測設有第三溝槽(63)，在第三溝槽(63) 內填充有二氧化矽(6A)，所述第三溝槽(63)始自P型襯底(1)，並穿過延伸N 型重摻雜埋層(5)至上述半導體管的氧化層(7)。
3、 根據權利要求1或2所述的等離子平板顯示器驅動晶片結構，其特徵在於在 低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管(4)的外側設有第四溝槽(64)，在第四溝槽(64)內填充有二氧化矽(6A)，所述第四溝槽(64)始自P型襯底(1)，並穿過 延伸N型埋層(5)至上述半導體管的氧化層(7)。
4、 根據權利要求3所述的等離子平板顯示器驅動晶片結構，其特徵在於在第一 溝槽(61)、第二溝槽(62)、第三溝槽(63)或第四溝槽(64)中填充的二氧化矽(6A)設有多晶矽層(6B)。
專利摘要本實用新型公開了一種等離子平板顯示器驅動晶片結構，適用於等離子平板顯示器列選址驅動晶片和等離子平板顯示器行掃描驅動晶片，晶片結構包括P型襯底，在P型襯底上設有N型外延層，在N型外延層上設有高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管、高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管，在P型襯底與N型外延層之間設有N型重摻雜埋層且高壓-P型橫向金屬氧化物半導體管、高壓-N型橫向金屬氧化物半導體管及低壓-互補型橫向金屬氧化物半導體管位於N型重摻雜埋層的上方，本實用新型結構，基於外延材料，材料成本上與SOI相比具有較大優勢，並且國內外延技術比較成熟。
文檔編號H01L27/085GK201130665SQ20072004640
公開日2008年10月8日 申請日期2007年9月26日 優先權日2007年9月26日
發明者虹 吳, 孫偉鋒, 時龍興, 易揚波, 李海松 申請人:東南大學