功率集成器件、包括其的電子器件和包括其的電子系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】功率集成器件、包括其的電子器件和包括其的電子系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年6月27日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2014-0080091號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)弓|用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]各種實(shí)施例涉及集成電路，并且更具體而言涉及功率集成器件、包括其的電子器件和包括其的電子系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]在智能型功率器件中可使用執(zhí)行控制器和驅(qū)動(dòng)器二者功能的集成電路。功率器件可包括可在數(shù)十伏特范圍內(nèi)的高電壓下操作的M0S晶體管。智能型功率器件可具有設(shè)計(jì)成包括功率集成器件的輸出電路，所述功率集成器件諸如在高電壓下操作的橫向雙擴(kuò)散MOS (LDM0S)晶體管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]各種實(shí)施例針對(duì)功率集成器件、包括其的電子器件以及包括其的電子系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種功率集成器件包括:襯底上的柵電極、在柵電極的兩個(gè)相對(duì)側(cè)設(shè)置在襯底中的源極區(qū)和漏極區(qū)、在柵電極與漏極區(qū)之間設(shè)置在襯底中以與源極區(qū)間隔開(kāi)的漂移區(qū)、以及設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶的多個(gè)絕緣條帶。
[0007]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種功率集成器件包括:具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)和具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，設(shè)置在具有第二導(dǎo)電類型的襯底中；具有第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，設(shè)置在主體區(qū)的上部區(qū)域中；柵電極，設(shè)置在源極區(qū)與漂移區(qū)之間的主體區(qū)的頂表面上；具有第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以與柵電極間隔開(kāi)；以及多個(gè)絕緣條帶，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶。所述至少一個(gè)有源條帶被限定為與漏極區(qū)平行。
[0008]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種功率集成器件包括:具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)和具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，設(shè)置在具有第二導(dǎo)電類型的襯底中；具有第二導(dǎo)電類型的頂部區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中；具有第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，設(shè)置在主體區(qū)的上部區(qū)域中；柵電極，設(shè)置在源極區(qū)與漂移區(qū)之間的主體區(qū)的頂表面上；具有第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以與柵電極間隔開(kāi)；以及多個(gè)絕緣條帶，設(shè)置在頂部區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶。所述至少一個(gè)有源條帶被限定為與漏極區(qū)平行。
[0009]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種電子器件包括:適于響應(yīng)于輸入信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)的高電壓集成電路、以及適于根據(jù)高電壓集成電路的輸出信號(hào)來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作的功率集成器件。所述功率集成器件包括:襯底上的柵電極、在柵電極的兩個(gè)相對(duì)側(cè)設(shè)置在襯底中的源極區(qū)和漏極區(qū)、在柵電極與漏極區(qū)之間設(shè)置在襯底中以與源極區(qū)間隔開(kāi)的漂移區(qū)、以及設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶的多個(gè)絕緣條帶。
[0010]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種電子器件包括:適于響應(yīng)于輸入信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)的高電壓集成電路，以及適于根據(jù)高電壓集成電路的輸出信號(hào)來(lái)執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作的功率集成器件。所述功率集成器件包括:具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)以及具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，設(shè)置在具有第二導(dǎo)電類型的襯底中；具有第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，設(shè)置在主體區(qū)的上部區(qū)域中；柵電極，設(shè)置在源極區(qū)與漂移區(qū)之間的主體區(qū)的頂表面上；具有第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以與柵電極間隔開(kāi)；以及多個(gè)絕緣條帶，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶。所述至少一個(gè)有源條帶被限定為與漏極區(qū)平行。
[0011]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種電子器件包括:適于響應(yīng)于輸入信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)的高電壓集成電路，以及適于根據(jù)高電壓集成電路的輸出信號(hào)而執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作的功率集成器件。所述功率集成器件包括:具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)以及具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，設(shè)置在具有第二導(dǎo)電類型的襯底中；具有第二導(dǎo)電類型的頂部區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中；具有第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，設(shè)置在主體區(qū)的上部區(qū)域中；柵電極，設(shè)置在源極區(qū)與漂移區(qū)之間的主體區(qū)的頂表面上；具有第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以與柵電極間隔開(kāi)；以及多個(gè)絕緣條帶，設(shè)置在頂部區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶。所述至少一個(gè)有源條帶被限定為與漏極區(qū)平行。
[0012]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種電子系統(tǒng)包括:移動(dòng)電臺(tái)調(diào)制解調(diào)器以及電源管理集成電路。所述電源管理集成電路適于供應(yīng)電源電壓至移動(dòng)電臺(tái)調(diào)制解調(diào)器，并且適于采用功率集成器件作為開(kāi)關(guān)器件。所述功率集成器件包括:襯底上的柵電極；源極區(qū)以及漏極區(qū)，在柵電極的兩個(gè)相對(duì)側(cè)設(shè)置在襯底中；漂移區(qū)，在柵電極與漏極區(qū)之間設(shè)置在襯底中，以與源極區(qū)間隔開(kāi)；以及多個(gè)絕緣條帶，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶。
[0013]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種電子系統(tǒng)包括:移動(dòng)電臺(tái)調(diào)制解調(diào)器以及電源管理集成電路。所述電源管理集成電路適于供應(yīng)電源電壓至移動(dòng)電臺(tái)調(diào)制解調(diào)器并且適于采用功率集成器件作為開(kāi)關(guān)器件。所述功率集成器件包括:具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)以及具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，設(shè)置在具有第二導(dǎo)電類型的襯底中；具有第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，設(shè)置在主體區(qū)的上部區(qū)域中；柵電極，在源極區(qū)與漂移區(qū)之間設(shè)置在主體區(qū)的頂表面上；具有第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以與柵電極間隔開(kāi)；以及多個(gè)絕緣條帶，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶。所述至少一個(gè)有源條帶被限定為與漏極區(qū)平行。
[0014]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種電子系統(tǒng)包括:移動(dòng)電臺(tái)調(diào)制解調(diào)器以及電源管理集成電路。電源管理集成電路適于供應(yīng)電源電壓至移動(dòng)電臺(tái)調(diào)制解調(diào)器，并且適于采用功率集成器件作為開(kāi)關(guān)器件。所述功率集成器件包括:具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)以及具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，設(shè)置在具有第二導(dǎo)電類型的襯底中；具有第二導(dǎo)電類型的頂部區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中；具有第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，設(shè)置在主體區(qū)的上部區(qū)域中；柵電極，在源極區(qū)與漂移區(qū)之間設(shè)置在主體區(qū)的頂表面上；具有第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的上部區(qū)域中以與柵電極間隔開(kāi)；以及多個(gè)絕緣條帶，設(shè)置在頂部區(qū)的上部區(qū)域中以在其之間限定至少一個(gè)有源條帶。所述至少一個(gè)有源條帶被限定為與漏極區(qū)平行。
[0015]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種功率集成器件包括:包括源極區(qū)(110)以及漏極區(qū)(331)的襯底；柵電極(370)，設(shè)置在源極區(qū)與漏極區(qū)之間；第一絕緣條帶(211)，設(shè)置在柵電極與漏極區(qū)之間；阱(353)，從柵電極之下通過(guò)第一絕緣條帶(211)之下而延伸至漏極區(qū)；以及溝道區(qū)(108)，設(shè)置在柵電極之下，并且位于源極區(qū)與阱之間，其中源極區(qū)、漏極區(qū)、以及阱中的每個(gè)具有第一導(dǎo)電性，并且其中襯底具有不同于第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性。
[0016]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種功率集成器件包括:包括源極區(qū)(110)以及漏極區(qū)(331)的襯底；柵電極(370)，設(shè)置在源極區(qū)與漏極區(qū)之間；頂部區(qū)(391)，設(shè)置在柵電極與漏極區(qū)之間；阱(353)，從柵電極之下通過(guò)頂部區(qū)(391)之下而延伸至漏極區(qū)；以及溝道區(qū)(108)，設(shè)置在柵電極之下并且位于源極區(qū)與阱之間，其中源極區(qū)、漏極區(qū)和阱中的每個(gè)具有第一導(dǎo)電性，并且其中襯底和頂部區(qū)(391)中的每個(gè)具有不同于第一導(dǎo)電性的第二導(dǎo)電性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]參考附圖和隨后的詳細(xì)描述，實(shí)施例將變得更加清楚，其中:
[0018]圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率集成器件的截面圖；
[0019]圖2是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率集成器件的平面圖；
[0020]圖3是示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的功率集成器件的立體圖；
[0021]圖4是示出包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率集成器件的電子器件的示意圖；以及
[0022]圖5是示出包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率集成器件的電子系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在以下的實(shí)施例中，將會(huì)了解到的是當(dāng)一個(gè)元件被稱為在另一個(gè)元件“上”、“之上”、“以上”、“下”、“之下”或“以下”時(shí)，其可以是直接接觸另一個(gè)元件，或在兩者之間可能存在至少一個(gè)中間元件。因此，本文所使用的例如“上”、“之上”、“以上”、“下”、“之下”或“以下”等術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定實(shí)施例的目的而已，并不意在限制本公開(kāi)的范圍。
[0024]在附圖中，組件的厚度和長(zhǎng)度為了說(shuō)明的便利而被夸大。在以下的說(shuō)明中，已知的相關(guān)功能和構(gòu)成的詳細(xì)解釋可能被省略，以避免不必要地模糊主題。此外，“連接/耦接”代表一個(gè)組件直接耦接至另一個(gè)組件，或通過(guò)另一個(gè)組件來(lái)間接耦接。在此說(shuō)明書(shū)中，只要未在句子中明確提及，單數(shù)形式可包括多數(shù)形式。此外，在說(shuō)明書(shū)中使用的“包括/包含”代表存在或增加一個(gè)或多個(gè)組件、步驟、操作和元件。
[0025]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可在漂移區(qū)中設(shè)置平行于漏極區(qū)的限定有源條帶的絕緣條帶，以改善功率集成器件的導(dǎo)通電阻特性以及擊穿電壓特性。功率集成器件可包括橫向雙擴(kuò)散MOS (LDM0S)晶體管。
[0026]在某些功率器件中，可能需要在同一芯片上與在相對(duì)低電壓下操作的邏輯M0S晶體管一起形成在相對(duì)高電壓下操作的LDM0S晶體管。在此情況下，可能需要利用互補(bǔ)MOS(CMOS)工藝來(lái)形成LDM0S晶體管以及邏輯M0S晶體管。LDM0S晶體管可被形成為具有低的導(dǎo)通電阻值以及高的擊穿電壓，以改善其特性。
[0027]某些LDM0S晶體管可被設(shè)計(jì)和形成為具有高的擊穿電壓，以在高電壓下操作。此夕卜，LDM0S晶體管可被設(shè)計(jì)和形成為具有低的導(dǎo)通電阻值，以改善其開(kāi)關(guān)特性。然而，導(dǎo)通電阻與擊穿電壓可具有一種取舍關(guān)系。因此，可能難以改善擊穿電壓而不劣化其它特性、例如導(dǎo)通電阻特性。
[0028]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可以在柵電極與漏極區(qū)之間的漂移區(qū)的上部區(qū)域中交替地且反復(fù)地排列平行于漏極區(qū)的限定有源條帶的多個(gè)絕緣條帶，由此改善導(dǎo)通電阻特性以及擊穿電壓特性。
[0029]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的每個(gè)功率集成器件可被實(shí)現(xiàn)為具有LDM0S晶體管的結(jié)構(gòu)，或可被實(shí)現(xiàn)為包括LDM0S晶體管。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的功率集成器件可修改成使得漂移區(qū)具有各種形式或形狀。
[0