一種電容器及功率集成電路的製作方法
2023-12-11 14:34:02 4
一種電容器及功率集成電路的製作方法
【專利摘要】本發明屬於功率器件結構設計領域，提供了一種電容器及功率集成電路。該電容器下極板與場效應電晶體漏極共用有源區，該電容器的下極板與場效應電晶體漏極電連接，且該電容器的下極板為包含漏極的部分阱區，該電容器的上極板是包含場效應電晶體漏極的部分阱區對應的頂層金屬，其中場效應管漏極採用「E」型布局，具體的，作為上極板的頂層金屬分布在場效應管漏極「E」型布局的封口端，從而將電容集成到場效應電晶體中而沒有增加場效應電晶體的體積，若將集成了電容的場效應電晶體應用到功率集成電路，則可減小集成有電容的現有功率集成電路的體積及降低生產成本，有利於產品的推廣及應用。
【專利說明】一種電容器及功率集成電路
【技術領域】
[0001]本發明屬於功率器件結構設計領域，尤其涉及一種電容器及功率集成電路。
【背景技術】
[0002]在驅動電路設計領域，為了降低成本並縮小體積，常採用功率集成電路實現對負載的恆流/恆壓驅動控制。功率集成電路是指將功率器件、低壓控制電路、信號處理和通信接口等電路模塊集成在同一晶片中的特殊集成電路，其中的功率器件作為核心部分，佔據了晶片的大部分面積。現有技術提供的恆流/恆壓驅動電路中，功率集成電路採用N型的橫向雙擴散MOS (N Type Lateral Double Diffused MOS, NLDMOS)管作為功率器件，並在功率集成電路內部設置一電容CO，電容CO的一端連接NLDMOS的漏極引腳，通過電容CO的另一端實現對漏極弓I腳與地之間信號的採集。
[0003]其中，電容CO具體是集成到功率集成電路中而外接於NLDMOS管。具體地，如圖1所示，圖形A表示NLDMOS管11的低壓N阱區，圖形B表示NLDMOS管11的N+摻雜區，圖形C表示NLDMOS管11的POLY多晶層，圖形D表示頂層金屬M2，圖像E表示NLDMOS管11的P+摻雜區，圖形F表示NLDMOS管11的高壓N阱區，圖形G表示NLDMOS管11的引腳PAD。NLDMOS管11設置引腳111，功率集成電路中的電容器12的兩個極板引腳121和引腳122，引腳122與引腳111電連接。可見，雖然將電容CO集成到功率集成電路內部可簡化晶片外部電路結構，但由於電容CO是外接於NLDMOS管11，因而增加了功率集成電路的體積及生產成本。
【發明內容】
[0004]本發明實施例的目的在於提供一種電容器，旨在解決現有功率集成電路中，由於電容外接於NLDMOS管，導致功率集成電路的體積大及生產成本高的問題。
[0005]本發明實施例是這樣實現的，一種電容器，所述電容器下極板與場效應電晶體的漏極電連接，且所述電容器下極板為包含所述漏極的部分阱區，所述電容器的上極板是所述部分阱區對應的頂層金屬。
[0006]本發明實施例的另一目的在於提供一種功率集成電路，包括一場效應電晶體和一電容器，所述電容器是如上所述的電容器。
[0007]本發明實施例提出的電容器，其下極板與場效應電晶體的漏極電連接，且下極板為包含漏極的部分阱區，其上極板是包含場效應電晶體漏極的部分阱區對應的頂層金屬，從而將電容器集成到場效應電晶體中而沒有增加場效應電晶體的體積。若將集成有該電容器的場效應電晶體應用到功率集成電路，則可減小集成有電容的現有功率集成電路的體積及降低生產成本，有利於產品的推廣及應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是現有技術提供的恆流/恆壓驅動電路中，NLDMOS管與集成在功率集成電路內部並與漏極引腳連接的電容之間的連接示意圖；
[0009]圖2是本發明第一實施例提供的場效應電晶體的結構圖；
[0010]圖3是圖2的H-H剖面圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0012]針對現有技術存在的問題，本發明提出了一種電容器。該電容器下極板與場效應電晶體的漏極電連接，且下極板為包含漏極的部分阱區，該電容器上極板是包含場效應電晶體漏極的部分阱區對應的頂層金屬。其中，場效應管的漏極可採用「E」型布局，此時，作為電容器上極板的頂層金屬分布在「E」型布局的封口端。本發明中，場效應電晶體可以是現有各種增強型或耗盡型的JFET管或MOS管，以下將以NLDMOS管為例，詳細說明本發明的實現方式:
[0013]實施例一
[0014]本發明實施例一提供了一種場效應電晶體，該場效應電晶體是NLDMOS管,如圖2所示，圖3是圖2的H-H剖面圖，為了便於說明，僅示出了與本發明實施例一相關的部分。
[0015]其中，圖形A表示NLDMOS管21的低壓N阱區，圖形B表示NLDMOS管21的N+摻雜區，圖形C表示NLDMOS管21的POLY多晶層，圖形D表示頂層金屬M2，圖形E表示NLDMOS管21的P+摻雜區，圖形F表示NLDMOS管21的高壓N阱區，圖形G表示NLDMOS管21的引腳PAD。結合圖2和圖3所示，本發明實施例一中，NLDMOS管21包括鈍化層301和P襯底層306，在P襯底層306之上擴散有第一 P阱308、高壓N阱309和第二 P阱307，高壓N阱309置於第一 P阱308和第二 P阱307之間；在第一 P阱308內注入有第一 P+摻雜區和第
一N+摻雜區，在高壓N阱309內設置低壓N阱310，在低壓N阱310內注入有作為漏極的第
二N+摻雜區和第三N+摻雜區，在第二 P阱307內注入有第四N+摻雜區和第二 P+摻雜區，且第二 N+摻雜區靠近第一 N+摻雜區，第三N+摻雜區靠近第四N+摻雜區；第一 N+摻雜區與第二 N+摻雜區之間且靠近第二 N+摻雜區部分的表面、第二 N+摻雜區與第三N+摻雜區之間的表面、第三N+摻雜區與第四N+摻雜區之間且靠近第三N+摻雜區部分的表面沉積有場區氧化層311 ;第一 N+摻雜區與第二 N+摻雜區之間且靠近第一 N+摻雜區部分的表面、第三N+摻雜區與第四N+摻雜區且靠近第四N+摻雜區部分的表面沉積有柵氧化層312 ;柵氧化層312表面與部分場區氧化層311表面沉積有POLY多晶層313 ;第二 N+摻雜區，第三N+摻雜區是NLDMOS管21的漏極，低壓N阱310作為電容器的下極板、為包含漏極的部分阱區。在鈍化層301與上述阱區、摻雜區之間設置有介質層。
[0016]為了解決現有技術存在的問題，在與場區對應的鈍化層301上開窗213，外部引線通過開窗213區域通過第一引線212連接電容器的上極板頂層金屬M2 ;包含漏極的低壓N阱310，也即為該電容器的下極板，通過第二引線211連接到其他電路。即是說，該電容器的下極板與NLDMOS管21的漏極電連接，且該電容器的下極板為包含漏極的低壓N阱310，從而將電容器集成到NLDMOS管21中而沒有增加NLDMOS管21的體積。若將集成了電容器的NLDMOS管21應用到功率集成電路，則可減小集成有電容的現有功率集成電路的體積及降低生產成本，有利於產品的推廣及應用。
[0017]進一步地，介質層可包括:第一埋孔層305，第一埋孔層305包括多個第一埋孔Kl，多個第一埋孔Kl分別對應連接第一 P+摻雜區、第一 N+摻雜區、第二 N+摻雜區、第三N+摻雜區、第四N+摻雜區和第二 P+摻雜區；第一金屬層304，第一金屬層304包括多個第一金屬塊M1，多個第一金屬塊Ml與多個第一埋孔Kl 一一對應連接；第二埋孔層303，第二埋孔層303包括多個第二埋孔K2，多個第二埋孔K2與多個第一金屬塊Ml —一對應連接；第二金屬層302,第二金屬層302包括多個第二金屬塊M2,多個第二金屬塊M2中的一個連接第一引線212，多個第二金屬塊M2中的另一個連接第二引線211，餘下的第二金屬塊M2與多個第二埋孔K2——對應連接。
[0018]實施例二
[0019]本發明實施例二提供了一種功率集成電路，包括一場效應電晶體和一如上實施例一所述的電容器。該場效應電晶體可以是實施例一所述的NLDMOS管21，在此不贅述。
[0020]綜上所述，本發明提出的的電容器，其下極板與場效應電晶體的漏極電連接，且下極板為包含漏極的部分阱區，其上極板是包含場效應電晶體漏極的部分阱區對應的頂層金屬，從而將電容集成到場效應電晶體中而沒有增加場效應電晶體的體積，若將集成了電容的場效應電晶體應用到功率集成電路，則可減小集成有電容的現有功率集成電路的體積及降低生產成本，有利於產品的推廣及應用。
[0021]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電容器，其特徵在於，所述電容器下極板與場效應電晶體的漏極電連接，且所述電容器下極板為包含所述漏極的部分阱區，所述電容器的上極板是所述部分阱區對應的頂層金屬。
2.如權利要求1所述的電容器，其特徵在於，所述場效應電晶體的漏極採用「E」型布局，作為所述電容器的上極板的所述頂層金屬分布在所述「E」型布局的封口端。
3.如權利要求2所述的電容器，其特徵在於，所述場效應電晶體是NLDMOS管。
4.如權利要求3所述的電容器，其特徵在於，所述NLDMOS管包括鈍化層和P襯底層，在所述P襯底層之上擴散有第一 P阱、高壓N阱和第二 P阱，所述高壓N阱置於所述第一 P阱和所述第二 P阱之間；在所述第一 P阱內注入有第一 P+摻雜區和第一 N+摻雜區，在所述高壓N阱內設置低壓N阱，在所述低壓N阱內注入有作為漏極的第二 N+摻雜區和第三N+摻雜區，在所述第二 P阱內注入有第四N+摻雜區和第二 P+摻雜區，且所述第二 N+摻雜區靠近所述第一 N+摻雜區、所述第三N+摻雜區靠近所述第四N+摻雜區；所述第一 N+摻雜區與所述第二 N+摻雜區之間且靠近第二 N+摻雜區部分的表面、所述第二 N+摻雜區與所述第三N+摻雜區之間的表面、所述第三N+摻雜區與所述第四N+摻雜區之間且靠近所述第三N+摻雜區部分的表面沉積有場區氧化層；所述第一 N+摻雜區與所述第二 N+摻雜區之間且靠近所述第一 N+摻雜區部分的表面、所述第三N+摻雜區與所述第四N+摻雜區之間且靠近所述第四N+摻雜區部分的表面沉積有柵氧化層；所述柵氧化層表面與部分所述場區氧化層表面沉積有POLY多晶層；所述第二 N+摻雜區和所述第三N+摻雜區是所述NLDMOS管的漏極，所述低壓N阱為所述包含所述漏極的部分阱區；在所述鈍化層與所述阱區、所述摻雜區之間設置有介質層。
5.如權利要求4所述的電容器，其特徵在於，所述介質層包括: 第一埋孔層，所述第一埋孔層包括多個第一埋孔，所述多個第一埋孔分別對應連接所述第一 P+摻雜區、所述第一 N+摻雜區、所述第二 N+摻雜區、所述第三N+摻雜區、所述第四N+摻雜區和所述第二 P+摻雜區； 第一金屬層，所述第一金屬層包括多個第一金屬塊，所述多個第一金屬塊與所述第一埋孔——對應連接； 第二埋孔層，所述第二埋孔層包括多個第二埋孔，所述多個第二埋孔與所述多個第一金屬塊一一對應連接； 第二金屬層，所述第二金屬層包括多個第二金屬塊，所述多個第二金屬塊中的一個連接所述第一引線，所述多個第二金屬塊中的另一個連接所述第二引線，餘下的所述第二金屬塊與所述多個第二埋孔一一對應連接。
6.一種功率集成電路，包括一場效應電晶體和一電容器，其特徵在於，所述電容器是如權利要求1至5任一項所述的電容器。
【文檔編號】H01L29/40GK103794607SQ201310481811
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月15日 優先權日:2013年10月15日
【發明者】李照華, 趙春波, 林道明, 戴文芳, 陳豔霞 申請人:深圳市明微電子股份有限公司