一種可以提高soi散熱特性的器件結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體SOI高壓器件領(lǐng)域，具體涉及一種散熱性能較好的SOI器件結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]SOI (Silicon-On-1nsulator,絕緣襯底上的娃)技術(shù)是在頂層娃和背襯底之間引入了一層埋氧化層。通過在絕緣體上形成半導(dǎo)體薄膜，SOI材料具有了體硅所無法比擬的優(yōu)點(diǎn):可以實(shí)現(xiàn)集成電路中元器件的介質(zhì)隔離，徹底消除了體硅CMOS電路中的寄生閂鎖效應(yīng)；采用這種材料制成的集成電路還具有寄生電容小、集成密度高、速度快、工藝簡(jiǎn)單、短溝道效應(yīng)小及特別適用于低壓低功耗電路等優(yōu)勢(shì)，因此可以說SOI將有可能成為深亞微米的低壓、低功耗集成電路的主流技術(shù)，進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段.但由于低熱傳導(dǎo)率的S12絕緣氧化埋層所造成的自加熱效應(yīng)導(dǎo)致器件的溝道電流下降和負(fù)差分電阻的形成等，導(dǎo)致SOI技術(shù)的應(yīng)用受到一定的限制。因而，如何克服自加熱效應(yīng)，成為SOI材料與器件研究的新課題。
[0003]由于SOI結(jié)構(gòu)就是在體硅工藝基礎(chǔ)上多出一個(gè)埋層氧化層11，使得從襯底部分散出的熱量大大減少，因此大多數(shù)的論文及專利都是在探討如何改變埋層結(jié)構(gòu)和材料，以利于散熱，從而忽略了對(duì)于場(chǎng)氧化層12的改進(jìn)，尤其對(duì)于高壓器件，場(chǎng)氧化層厚度與埋層厚度相近，并且與隔離層13等氧化層疊加之后的厚度使前者對(duì)散熱的影響更不能被忽略。
[0004]本專利將改變高壓SOI器件場(chǎng)氧化層以提高散熱性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，以有效抑制自加熱效應(yīng)，提高器件散熱性能。
[0006]本發(fā)明提供了 SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，包括傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)、場(chǎng)氧化層及隔離層。
[0007]可選的，所述SOI高壓結(jié)構(gòu)為S01-LDM0S高壓器件結(jié)構(gòu)。
[0008]可選的，所述場(chǎng)氧化層所用材料為POLY或其他介電常數(shù)及熱傳導(dǎo)率相似材料本發(fā)明實(shí)施例提供了 SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，該SOI高壓器件結(jié)構(gòu)包括以POLY為材料的場(chǎng)氧化層，及傳統(tǒng)S12材料的隔離氧化層，將場(chǎng)氧化層的部分材料變?yōu)椴粨诫s的P0LY，由于S12的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)小于P0LY，這種改變可以使得場(chǎng)氧的熱阻大大降低，有利于散熱。
[0009]可選的，所述隔離層所用材料為POLY或其他介電常數(shù)及熱傳導(dǎo)率相似材料。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供了 SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，該SOI高壓器件結(jié)構(gòu)包括以POLY為材料的隔離層及場(chǎng)氧化層，將場(chǎng)氧化層和隔離層材料變?yōu)椴粨诫s的P0LY，由于S12的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)小于P0LY，這種改變可以使得器件上層熱阻大大降低，有利于抑制自加熱效應(yīng)。
【附圖說明】
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中S01-LDM0S器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中S01-LDM0S結(jié)構(gòu)示意； 圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例中SO1-LDMOS結(jié)構(gòu)示意。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中S01-LDM0S結(jié)構(gòu)示意，該結(jié)構(gòu)將場(chǎng)氧化層21的材料變?yōu)椴粨诫s的POLY材料，場(chǎng)氧化層長(zhǎng)出之后，將一部分刻蝕掉，并淀積P0LY22，再淀積隔離氧化層23，最后淀積金屬電極。由于S12K熱傳導(dǎo)率約為Si的1/100，但介電常數(shù)為Si的3倍，所以這種改變可以使得場(chǎng)氧部分熱阻大大降低，有利于散熱，而場(chǎng)氧化層的熱阻和埋層的熱阻相當(dāng)于并聯(lián)的關(guān)系，明顯較低的場(chǎng)氧化層熱阻會(huì)導(dǎo)致絕大多數(shù)熱量從場(chǎng)氧化層散失，可以達(dá)到有效散熱的目的。
[0013]圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例中S01-LDM0S結(jié)構(gòu)示意，該結(jié)構(gòu)將場(chǎng)氧化層和隔離層的材料都變?yōu)椴粨诫s的POLY材料。長(zhǎng)出場(chǎng)氧化層31之后，將一部份刻蝕掉，然后淀積POLY材料32，再淀積金屬層，除刻蝕掉的場(chǎng)氧化層外，整個(gè)隔離氧化層都由POLY代替，由于POLY也同氧化層一樣，屬于不導(dǎo)電的絕緣體，所以可以作此替換。由于Si的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)大于S12的熱傳導(dǎo)率，而介電常數(shù)與Si相差不多，因此，此種結(jié)構(gòu)不僅可以明顯抑制自加熱效應(yīng)，而且在工藝實(shí)現(xiàn)上更加簡(jiǎn)便易行，
上述實(shí)施例以N型LDMOS器件為例說明上述方案，實(shí)際上對(duì)于P型LDMOS器件，為簡(jiǎn)便器件，本申請(qǐng)書不再贅述。
[0014]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可以有效提高散熱性能的SOI器件結(jié)構(gòu)，包括傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)、場(chǎng)氧化層及隔離氧化層，其特征在于，不改變器件尺寸且不對(duì)SOI三層結(jié)構(gòu)部分做改動(dòng)的條件下，可以有效改善SOI高壓器件散熱性能。2.如權(quán)利要求1所述的SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述場(chǎng)氧化層所用材料為POLY或其他介電常數(shù)及熱傳導(dǎo)率相似材料，與傳統(tǒng)SOI器件所使用的S12不同。3.如權(quán)利要求1所述的SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔離氧化層所用材料為POLY或其他介電常數(shù)及熱傳導(dǎo)率相似材料，與傳統(tǒng)SOI器件所使用的S12不同。4.如權(quán)利要求3所述的SOI高壓器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述場(chǎng)氧化層所用材料為POLY或其他介電常數(shù)及熱傳導(dǎo)率相似材料，與傳統(tǒng)SOI器件所使用的S12不同。
【專利摘要】本發(fā)明公開了半導(dǎo)體SOI高壓器件結(jié)構(gòu)及其制造方法，以改善其散熱性能。其中該散熱性能較好的SOI器件結(jié)構(gòu)，包括改變高壓SOI器件場(chǎng)氧化層所用材料，利用不同材料的熱導(dǎo)率及介電常數(shù)差異，在不改變器件尺寸且不對(duì)SOI三層結(jié)構(gòu)部分做改動(dòng)的條件下，可以有效改善SOI高壓器件散熱性能。
【IPC分類】H01L21/762
【公開號(hào)】CN105097642
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410216627
【發(fā)明人】徐帆, 張立君, 程玉華
【申請(qǐng)人】上海北京大學(xué)微電子研究院
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月22日