[发明专利]一种CMOS型高低压集成的工艺器件结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路设计，具体涉及的是一种CMOS型高低压集成的工艺器件结构及其制备方法。

背景技术

功率集成电路将高压功率器件与信号处理系统及外围结构电路，保护电路，检测电路等集成在同一芯片上，减少了系统中的元件数，互联数和焊点数，不仅可以提高系统的可靠性，稳定性，而且减了系统的功耗，体积重量和成本。 功率集成电路最早出现在70年代后期，但直至90年代后才进入实用阶段，主要需要解决两个技术上的难题：第一个，需要有输入阻抗高，低驱动功耗的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOS）型功率器件；第二，需要解决高低压器件集成在结构设计和工艺上的问题，既需保证低压和高压器件都能正常工作又不相互影响，要有较高的可靠性，同时须能兼容现有的低压互补型金属氧化物半导体场效应晶体管（CMOS）工艺，易产业化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种CMOS型高低压集成的工艺器件结构及其制备方法，兼容现有低压CMOS工艺，具有设计简单，可靠性高等优点，适用于电源管理，汽车电子等领域里面的智能功率集成电路设计。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

    进一步的，包括N型重掺杂衬底，所述N型重掺杂衬底上设有N型外延层，所述N型外延层上依次设有低压P型金属氧化物半导体场效应晶体管、低压N型金属氧化物半导体场效应晶体管、高压纵向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管和中高压N型横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管，所述低压P型金属氧化物半导体场效应晶体管、低压N型金属氧化物半导体场效应晶体管位于第一P型掺杂阱，在所述第一P型掺杂阱内设有第一介质氧化层，所述中高压N型横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管位于第二P型掺杂阱，所述低压P型金属氧化物半导体场效应晶体管和所述低压N型金属氧化物半导体场效应晶体管之间通过第一N型掺杂阱与所述第一P型掺杂阱形成的PN结反向作用实现隔离，所述中高压N型横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管和所述高压纵向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管之间通过所述N型外延层与所述第二P型掺杂阱形成的PN结反向作用来实现自隔离，在所述N型衬底底部设有金属引线作为漏端电极。

    进一步的，所述低压P型金属氧化物半导体场效应晶体管包括所述第一N型掺杂阱，所述第一N型掺杂阱上依次设有N型重掺杂体接触阱、源端P型重掺杂阱和漏端P型重掺杂阱，所述N型重掺杂体接触阱和所述源端P型重掺杂阱之间设有第一场氧化层，所述源端P型重掺杂阱和所述漏端P型重掺杂阱之间的沟道区上方设有第一栅氧化层,所述第一栅氧化层上方设有第一多晶硅栅极，在所述N型重掺杂体接触阱、所述源端P型重掺杂阱和所述漏端P型重掺杂阱上分别连接有金属引线。

进一步的，所述低压N型金属氧化物半导体场效应晶体管包括第一P型掺杂阱，所述第一P型掺杂阱上依次设有第二P型重掺杂体接触阱、第二源端N型重掺杂阱和漏端N型重掺杂阱，所述第二P型重掺杂体接触阱和所述第二源端N型重掺杂阱之间设有第二场氧化层，所述第二源端N型重掺杂阱和所述漏端N型重掺杂阱之间的沟道区上方设有第二栅氧化层，所述第二栅氧化层上设有第二多晶硅栅极，在所述第二P型重掺杂体接触阱、所述第二源端N型重掺杂阱和所述漏端N型重掺杂阱上分别连接有金属引线。

进一步的，所述高压纵向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管包括第三P型掺杂阱、第四P型掺杂阱和第五P型掺杂阱，在所述第三P型掺杂阱上依次设有第一P型重掺杂体接触阱、第一源端N型重掺杂阱，在第四P型掺杂阱上依次设有第三源端N型重掺杂阱、第四P型重掺杂体接触阱和第四源端N型重掺杂阱，在所述第五P型掺杂阱上依次设置第五源端N型重掺杂阱和第五P型重掺杂体接触阱，在所述第一源端N型重掺杂阱和所述第二源端N型重掺杂阱的沟道区上方设有第三栅氧化层，在所述第三P型掺杂阱和所述第四P型掺杂阱之间设有第三场氧化层，在所述第三栅氧化层和所述第三场氧化层上方设有第三多晶硅栅极，在所述第一P型重掺杂体接触阱、所述第一源端N型重掺杂阱上连接有金属引线。