切换式电源供应电路的高压元件及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种切换式电源供应电路的高压元件及其制造方法。该高压元件用于一切换式电源供应电路的功率级电路中，以作为一上桥开关，包含：至少一横向扩散金属氧化物半导体元件、第二导电型隔离区以及至少一肖特基势垒二极管。横向扩散金属氧化物半导体元件包括：阱区，形成于半导体层中；本体区；栅极；源极以及漏极。第二导电型隔离区在该半导体层中，且与该本体区电连接。肖特基势垒二极管包括：肖特基金属层，形成于该半导体层上；以及肖特基半导体层，形成于该半导体层中，该肖特基半导体层与该肖特基金属层形成肖特基接触，且该肖特基半导体层与该第二导电型隔离区邻接。基半导体层与该第二导电型隔离区邻接。基半导体层与该第二导电型隔离区邻接。

【技术实现步骤摘要】
切换式电源供应电路的高压元件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种切换式电源供应电路的高压元件及其制造方法，特别是指一种能够防止漏电流产生的切换式电源供应电路的高压元件及其制造方法。

技术介绍

[0002]图1显示一种典型的升压型功率级电路的电路示意图，该升压型功率级电路用于切换式电源供应电路中的功率级电路。如图1所示，当在延迟时间(deadtime)电流Ibd从相位节点LX流至输出电压Vout时，会流经寄生二极管，产生漏电流Ib，进而造成寄生PNP晶体管导通，而产生漏电流Ic，漏电流Ic会从相位节点LX流至接地电位GND，在元件上，会从元件的P型隔绝环与N型隔绝环流到P型基板，如此会造成功率损耗。这样的漏电流问题在元件的横向侧边及垂直方向底面都会发生。
[0003]有鉴于此，本专利技术提出一种能够防止漏电流产生的切换式电源供应电路的高压元件及其制造方法。

技术实现思路

[0004]于一观点中，本专利技术提供了一种高压元件，用于一切换式电源供应电路的功率级电路中，以作为一上桥开关，包含：至少一横向扩散金属氧化物半导体(Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)元件，其包括：一阱区，具有一第一导电型，形成于一半导体层中；一本体区，具有一第二导电型，形成于该阱区中；一栅极，形成于该阱区上方并连接于该阱区；以及一源极与一漏极，具有该第一导电型，该源极与该漏极分别位于该栅极的外部不同侧下方的该本体区中与该阱区中；一第二导电型隔离区，于该半导体层中，包覆该至少一横向扩散金属氧化物半导体元件的侧面及底面，且该第二导电型隔离区与该本体区电连接；以及至少一肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode，SBD)，包括：一肖特基金属层，形成于该半导体层上，该肖特基金属层电连接于一偏置电压；以及一肖特基半导体层，具有该第一导电型，形成于该半导体层中，该肖特基半导体层与该肖特基金属层形成肖特基接触，且该肖特基半导体层与该第二导电型隔离区邻接，于该半导体层中，包覆该第二导电型隔离区的侧面及底面；其中，该源极与该本体区一边界间的该栅极正下方的部分该本体区定义一反转区，用以作为该横向扩散金属氧化物半导体元件在一导通操作中的一反转电流通道；其中，该本体区与该漏极之间的部分该阱区定义一漂移区，用以作为该横向扩散金属氧化物半导体元件在该导通操作中的一漂移电流通道。
[0005]于一实施例中，该至少一肖特基势垒二极管位于该高压元件中一第一导电型隔离区中，且该第一导电型隔离区位于该第二导电型隔离区之外，包覆该第二导电型隔离区的侧面及底面。
[0006]于一实施例中，该高压元件还包含一基板区，具有该第二导电型，包覆该第一导电型隔离区的侧面及底面。
[0007]于一实施例中，该横向扩散金属氧化物半导体还包括一漂移氧化区，形成于该漂
移区上，该漂移氧化区包括一区域氧化(local oxidation of silicon，LOCOS)结构、一浅沟槽绝缘(shallow trench isolation，STI)结构或一化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)氧化区。
[0008]于一实施例中，该栅极包括：一介电层，形成于该本体区上及该阱区上，并连接于该本体区与该阱区；一导电层，用以作为该栅极的电气接点，形成于所有该介电层上并连接于该介电层；以及两间隔层，形成于该导电层的两侧以作为该栅极的两侧的电气绝缘层。
[0009]于一实施例中，该肖特基金属层与该功率级电路的一电流流出端电连接。
[0010]于另一观点中，本专利技术提供了一种高压元件制造方法，其中该高压元件用于一切换式电源供应电路的一功率级电路中，用以作为一上桥开关，该高压元件制造方法包含：形成至少一横向扩散金属氧化物半导体(Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)元件，形成该横向扩散金属氧化物半导体的步骤包括：形成一阱区于一半导体层中，该阱区具有一第一导电型；形成一本体区于该阱区中，该本体区具有一第二导电型；形成一栅极于该阱区上方并连接于该阱区；以及形成一源极与一漏极分别位于该栅极的外部不同侧下方的该本体区中与该阱区中，该源极与该漏极具有该第一导电型；以及形成一第二导电型隔离区于该半导体层中且于该至少一横向扩散金属氧化物半导体元件的侧面及底面，使得该第二导电型隔离区包覆该至少一横向扩散金属氧化物半导体元件的侧面及底面，且使得该第二导电型隔离区与该本体区电连接；形成至少一肖特基势垒二极管(Schottky barrier diode，SBD)元件，形成该肖特基势垒二极管的步骤包含：形成一肖特基金属层于该半导体层上，该肖特基金属层电连接于一偏置电压；以及形成一肖特基半导体层于该半导体层中，使得该肖特基半导体层与该肖特基金属层形成肖特基接触，且使得该肖特基半导体层与该第二导电型隔离区邻接，于该半导体层中，包覆该第二导电型隔离区的侧面及底面，该肖特基半导体层具有该第一导电型；其中，该源极与该本体区一边界间的该栅极正下方的部分该本体区定义一反转区，用以作为该横向扩散金属氧化物半导体元件在一导通操作中的一反转电流通道；其中，该本体区与该漏极之间的部分该阱区定义一漂移区，用以作为该横向扩散金属氧化物半导体元件在该导通操作中的一漂移电流通道。
[0011]于一实施例中，本方法可还包含形成一第一导电型隔离区于该半导体层中且于该第二导电型隔离区的侧面及底面，使得该至少一肖特基势垒二极管位于该第一导电型隔离区中，且使得该第一导电型隔离区位于该第二导电型隔离区之外，该第一导电型隔离区包覆该第二导电型隔离区的侧面及底面。
[0012]于一实施例中，本方法可还包含形成一基板区于该第一导电型隔离区的侧面及底面，使得该基板区包覆该第一导电型隔离区的侧面及底面，该基板区具有该第二导电型。
[0013]于一实施例中，本方法可还包括形成一漂移氧化区于该漂移区上，该漂移氧化区包括一区域氧化(local oxidation of silicon，LOCOS)结构、一浅沟槽绝缘(shallow trench isolation，STI)结构或一化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)氧化区。
[0014]于一实施例中，上述形成该栅极的步骤包括：形成一介电层于该本体区上及该阱区上，并连接于该本体区与该阱区；形成一导电层于所有该介电层上并连接于该介电层，用以作为该栅极的电气接点；以及形成一间隔层于该导电层的两侧以作为该栅极的两侧的电气绝缘层。
[0015]于一实施例中，该肖特基金属层与该功率级电路的一电流流出端电连接。
[0016]本专利技术的一优点为本专利技术可防止漏电流问题发生在第一导电型隔离区的侧边部分的横向上及底部部分的垂直方向上。
[0017]以下通过具体实施例详加说明，会更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。
附图说明
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压元件，用于一切换式电源供应电路的功率级电路中，以作为一上桥开关，包含：至少一横向扩散金属氧化物半导体元件，其包括：一阱区，具有一第一导电型，形成于一半导体层中；一本体区，具有一第二导电型，形成于该阱区中；一栅极，形成于该阱区上方并连接于该阱区；以及一源极与一漏极，具有该第一导电型，该源极与该漏极分别位于该栅极的外部不同侧下方的该本体区中与该阱区中；一第二导电型隔离区，于该半导体层中，包覆该至少一横向扩散金属氧化物半导体元件的侧面及底面，且该第二导电型隔离区与该本体区电连接；以及至少一肖特基势垒二极管，包括：一肖特基金属层，形成于该半导体层上，该肖特基金属层电连接于一偏置电压；以及一肖特基半导体层，具有该第一导电型，形成于该半导体层中，该肖特基半导体层与该肖特基金属层形成肖特基接触，且该肖特基半导体层与该第二导电型隔离区邻接于该半导体层中；其中，该源极与该本体区一边界间的该栅极正下方的部分该本体区定义一反转区，用以作为该横向扩散金属氧化物半导体元件在一导通操作中的一反转电流通道；其中，该本体区与该漏极之间的部分该阱区定义一漂移区，用以作为该横向扩散金属氧化物半导体元件在该导通操作中的一漂移电流通道。2.如权利要求1所述的高压元件，其中该至少一肖特基势垒二极管位于该高压元件中一第一导电型隔离区中，且该第一导电型隔离区位于该第二导电型隔离区之外，包覆该第二导电型隔离区的侧面及底面。3.如权利要求2所述的高压元件，其中该高压元件还包含一基板区，具有该第二导电型，包覆该第一导电型隔离区的侧面及底面。4.如权利要求1所述的高压元件，其中该横向扩散金属氧化物半导体还包括一漂移氧化区，形成于该漂移区上，该漂移氧化区包括一区域氧化结构、一浅沟槽绝缘结构或一化学气相沉积氧化区。5.如权利要求1所述的高压元件，其中该栅极包括：一介电层，形成于该本体区上及该阱区上，并连接于该本体区与该阱区；一导电层，用以作为该栅极的电气接点，形成于所有该介电层上并连接于该介电层；以及两间隔层，形成于该导电层的两侧以作为该栅极的两侧的电气绝缘层。6.如权利要求1所述的高压元件，其中该肖特基金属层与该功率级电路的一电流流出端电连接。7.一种高压元件制造方法，其中该高压元件用于一切换式电源供应电路的一功率级电路中，用以作为一上桥开关，该高压元件制造方法包含：形成至少一横向扩散金属氧化物半导体元件，形成该横向扩散金属氧化物半导体的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱国卿，杨大勇，邱建维，翁武得，陈建馀，熊志文，张钧隆，游焜煌，廖庭维，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：