一种薄层SOI复合功率器件

摘要

一种薄层SOI复合功率器件，属于半导体功率器件技术领域。本发明在单片SOI衬底上至少集成了一个高压PMOS器件、一个高压NMOS器件和一个低压CMOS晶体管。所述高压PMOS器件和高压NMOS器件表面具有在宽度方向上交错排列的p型杂质表面低阻区和n型杂质表面低阻区，所述p、n型杂质表面低阻区下具有有线性变掺杂的n型杂质漂移区。本发明提供的薄层SOI复合功率器件中，高压PMOS器件和高压NMOS器件具有相似的拓扑结构，其耐压区同为n型杂质漂移区和对电阻起决定性作用的p、n型杂质表面低阻区，可实现低导通电阻与高器件耐压的良好匹配，满足高压电平位移单元对于高压器件的需求。本发明易于实现高压集成电路中高压NMOS器件与高压PMOS器件的匹配，尤其适用于200～800V高压集成电路中。

主权项

一种薄层SOI复合功率器件，包括自下而上的衬底、埋氧层、SOI层；所述SOI层中至少集成了一个高压NMOS器件、一个高压PMOS器件和一个低压CMOS晶体管；所述埋氧层厚度为1μm～5μm；所述SOI层厚度为0.5μm～3μm；所述SOI层进一步包括：p型杂质第一、第二、第三阱区，分别作为低压CMOS晶体管中NMOS管的p阱区、高压NMOS器件的源极p阱区和高压PMOS器件的漏极p型缓冲层；n型杂质第一、第二、第三阱区，分别作为压CMOS晶体管中PMOS管的n阱区、高压NMOS器件的漏极n型缓冲层和高压PMOS器件的源极n阱区；所述p型杂质第一、第二、第三阱区和n型杂质第一、第二、第三阱区与埋氧层相连；n型杂质漂移区，作为高压NMOS器件和高压PMOS器件的漂移区；所述n型杂质漂移区位于埋氧层与p型杂质表面低阻区与n型杂质表面低阻区之间；所述n型杂质漂移区沿着长度方向变化其浓度线性增加：高压NMOS器件的n型杂质漂移区浓度从源极向漏极线性增加，高压PMOS器件的n型杂质漂移区浓度从漏极向源极线性增加；所述n型杂质漂移区剂量变化梯度为0.5E11～5E11cm‑2/μm；p型杂质表面低阻区，位于高压NMOS器件与高压PMOS器件的n型杂质漂移区上方，为高压PMOS器件提供低导通电阻通道；n型杂质表面低阻区，位于高压NMOS器件与高压PMOS器件的n型杂质漂移区上方，为高压NMOS器件提供低导通电阻通道；所述p型杂质表面低阻区与n型杂质表面低阻区在宽度方向上交错并排，宽度为0.3μm～5μm；所述p型杂质表面低阻区与n型杂质表面低阻区在长度方向上的两端分别与p型杂质第二、第三阱区和n型杂质第二、第三阱区相接；所述p型杂质表面低阻区与n型杂质表面低阻区的深度小于SOI层的厚度；所述p型杂质表面低阻区与n型杂质表面低阻区的掺杂浓度为1E16cm‑3～5E17cm‑3；若干p型杂质重掺杂区和n型杂质重掺杂区，用于半导体与金属电极之间形成良好的欧姆接触；所述SOI复合功率器件还包括：介质隔离槽区，用于高压器件间的隔离，以及高压器件与低压器件之间的隔离；低压介质隔离区，用于低压CMOS晶体管相互之间的隔离；栅氧化层，位于低压CMOS晶体管、高压NMOS器件和高压PMOS器件的多晶硅删电极区和SOI层之间；多晶硅栅电极区，位于低压CMOS晶体管、高压NMOS器件和高压PMOS器件的栅氧化层表面。