專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件及其制造方法
半導(dǎo)體器件及其制造方法背景技術(shù)隨著半導(dǎo)體器件集成度的發(fā)展和設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，正在嘗試將系 統(tǒng)建立到單個(gè)半導(dǎo)體芯片上。將系統(tǒng)建立到單個(gè)芯片中被開(kāi)發(fā)成一種 將控制器、存儲(chǔ)器和其他低壓下工作的電路，所有這些執(zhí)行系統(tǒng)主功 能的元件，集成到單個(gè)芯片中的技術(shù)。但是，為了使系統(tǒng)更輕和更小，執(zhí)行控制系統(tǒng)功率的輸入和輸出 端的主要功能的電路必須集成到單個(gè)芯片中?？梢詫?shí)現(xiàn)這些的技術(shù)是 功率集成電路(IC)技術(shù)，它可以將高壓晶體管和低壓互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管集成到單個(gè)芯片中。一般地，高壓晶體管包括柵極、柵極下的溝道以及溝道兩側(cè)上的 高濃度n型源極和漏極區(qū)。此外，高壓晶體管包括低濃度n型漂移區(qū)， 其與高濃度n型漏極區(qū)的邊界保持預(yù)定的距離，以當(dāng)驅(qū)動(dòng)器件時(shí)分散 施加到高濃度n型漏極區(qū)的電場(chǎng)，以及圍繞高濃度n型漏極區(qū)。同時(shí)，最近的研究在于橫向擴(kuò)散MOS (LDMOS)晶體管，其不 僅在水平方向上設(shè)置高濃度n型漏極區(qū)以確保高擊穿電壓，還在水平 方向上設(shè)置低濃度n型漂移區(qū)，其以距該高濃度n型漏極區(qū)預(yù)定距離 圍繞該高濃度n型漏極區(qū)。通過(guò)LDMOS晶體管可將器件的尺寸減小到一定程度，但對(duì)于減 小其尺寸是受限制的。換句話說(shuō)，當(dāng)器件的尺寸被減小時(shí)，溝道的長(zhǎng) 度也被縮短。在這種方式中，當(dāng)溝道長(zhǎng)度縮短時(shí)，容易發(fā)生穿通(punch through)。這降低了器件的擊穿電壓，使器件性能退化，從而使得難 以應(yīng)用到高電壓器件，并降低了器件的可靠性
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種可以最小化其尺寸的半導(dǎo)體器件， 及其制造方法，該方法可以解決或基本上去除現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè) 問(wèn)題、限制和/或缺點(diǎn)。一個(gè)實(shí)施例提供了一種可以防止穿通以提高其性能的半導(dǎo)體器件 及其制造方法。根據(jù)實(shí)施例，制造半導(dǎo)體器件的方法可以包括在襯底中形成第 一導(dǎo)電類(lèi)型的阱區(qū)；在襯底的源極區(qū)和漏極區(qū)中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型的 第一漂移區(qū)；形成第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二漂移區(qū)和至少一個(gè)第一導(dǎo)電類(lèi) 型阻擋條(bar);在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的襯底上形成多晶柵；在第 一漂移區(qū)中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一雜質(zhì)區(qū)；以及在第二漂移區(qū)中形 成第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二雜質(zhì)區(qū)。根據(jù)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件可以包括在襯底中形成的第一導(dǎo)電類(lèi) 型的阱區(qū)；在襯底的源極區(qū)和漏極區(qū)中形成的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一漂 移區(qū)；形成以圍繞該第一漂移區(qū)的第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二漂移區(qū)；形成 于第一漂移區(qū)和第二漂移區(qū)之間的至少一個(gè)阻擋條；在源極區(qū)和漏極 區(qū)之間的襯底上形成的多晶柵；在第一漂移區(qū)中形成的第二導(dǎo)電類(lèi)型 的第一雜質(zhì)區(qū)；以及在第二漂移區(qū)中形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二雜質(zhì) 區(qū)。


圖1A和圖1B是示出根據(jù)實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體 (LDMOS)晶體管的結(jié)構(gòu)的截面圖和平面圖；以及圖2A-2F是示出根據(jù)實(shí)施例的制造LDMOS晶體管的方法的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件及其 制造方法。圖1A和圖1B是分別示出根據(jù)實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)晶體管的結(jié)構(gòu)的截面圖和平面圖。在圖1A和圖IB中，為了描述方便起見(jiàn)示出了 n型MOS晶體管。參考圖1A和圖1B，低濃度p型雜質(zhì)可被注入到襯底1中，從而 形成p型阱區(qū)(未示出)。低濃度的N型雜質(zhì)被注入到具有p型阱區(qū) 的襯底1的源極區(qū)2和漏極區(qū)3中，以形成n型漂移區(qū)2a和3a。這里， n型漂移區(qū)2a和3a之間彼此相隔預(yù)定的距離?？梢詫⒏邼舛萵型雜質(zhì)注入到n型漂移區(qū)2a和3a，以形成n型雜 質(zhì)區(qū)2b和3b。 n型雜質(zhì)區(qū)2b和3b的濃度相對(duì)高于n型漂移區(qū)2a和 3a的濃度。當(dāng)器件處于工作中時(shí)，n型漂移區(qū)2a和3a防止電場(chǎng)聚集在n型雜 質(zhì)區(qū)2b和3b上，從而分散電場(chǎng)。具體地，集中在n型雜質(zhì)區(qū)2b和3b 的電場(chǎng)被分散到n型漂移區(qū)2a和3a，這樣可防止半導(dǎo)體器件的電性能 退化?？梢宰⑷隤型雜質(zhì)，使得圍繞漏極區(qū)2和源極區(qū)3的n型漂移區(qū) 2a和3a，以形成p型漂移區(qū)4a。部分p型漂移區(qū)4a被進(jìn)一步注入以p 型雜質(zhì)，以形成p型雜質(zhì)區(qū)4b。 p型雜質(zhì)區(qū)4b只形成在部分p型漂移 區(qū)4a上，而不是整個(gè)p型漂移區(qū)4a。工作時(shí)，當(dāng)向p型雜質(zhì)區(qū)4b提 供預(yù)定信號(hào)時(shí)，提供給p型雜質(zhì)區(qū)4b的信號(hào)被傳輸給p型漂移區(qū)4a。 形成p型漂移區(qū)4a以用于器件之間的絕緣。具體地，在高壓器件的情 況下，高電壓被施加給每個(gè)器件，這可以施加影響給相鄰的器件。為 了避免這種影響，形成p型雜質(zhì)區(qū)4b和p型漂移區(qū)4a。當(dāng)被提供給p 型雜質(zhì)區(qū)4b時(shí)，該預(yù)定信號(hào)被傳輸通過(guò)p型漂移區(qū)4a。結(jié)果，信號(hào)被 提供給整個(gè)p型漂移區(qū)4a。因此，提供給p型漂移區(qū)4a，特別是提供 給p型漂移區(qū)4a中的n型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管的信號(hào)， 對(duì)相鄰的p型MOS晶體管(未示出)沒(méi)有(或，沒(méi)有顯著)施加影響。同時(shí)，在襯底1的源極區(qū)和漏極區(qū)2和3之間形成至少一個(gè)阻擋 條。在優(yōu)選實(shí)施例中，在襯底1的源極區(qū)和漏極區(qū)2和3之間形成兩 個(gè)阻擋條7a和7b。阻擋條7a和7b可最大程度增加源極和漏極之間的 溝道的長(zhǎng)度，從而最大限度防止穿通的產(chǎn)生，以及提高擊穿電壓。因 此，提高了器件的電性能。阻擋條7a和7b可與p型漂移區(qū)4a同時(shí)形成。阻擋條7a和7b可 與p型漂移區(qū)4a —樣使用p型雜質(zhì)形成。阻擋條7a和7b的每一個(gè)在 其底部具有角狀或圓形形狀。阻擋條的數(shù)目可以是單個(gè)或多個(gè)。優(yōu)選 地，阻擋條的數(shù)目在2個(gè)到5個(gè)的范圍。即使在阻擋條的數(shù)目是一個(gè)或超過(guò)五個(gè)的情況下，也能夠防止穿 通以增強(qiáng)器件的電學(xué)特性，但是可能發(fā)生電流反向現(xiàn)象。為此，阻擋 條的數(shù)目具有二至五的范圍?？梢栽谠礃O區(qū)和漏極區(qū)2和3之間的襯底1上形成多晶柵6。這 時(shí)，多晶柵6可與n型漂移區(qū)2a和3a部分重疊。為了相鄰器件間隔離，形成淺溝槽隔離(STI)區(qū)5。 STI區(qū)5也 可形成于n型雜質(zhì)區(qū)2b和多晶柵6之間，以及在n型雜質(zhì)區(qū)3b和多 晶柵6之間。圖2A-2F是示出根據(jù)實(shí)施例的制造LDMOS晶體管的方法的圖。 參考圖2A，可以提供襯底l?？梢酝ㄟ^(guò)注入工藝將低濃度p型雜
質(zhì)注入到襯底1中，以形成p型阱區(qū)(未示出)。盡管在圖2A中未示出，但是也可將n型雜質(zhì)注入到相鄰的器件區(qū)中，以形成n型阱區(qū)。 因此，器件區(qū)可分別形成n型阱區(qū)和p型阱區(qū)。P型阱區(qū)可通過(guò)推進(jìn)(drive-in)工藝的擴(kuò)散來(lái)擴(kuò)展。P型阱區(qū)可 以主要形成于襯底1的較低區(qū)域。參考圖2B，可以通過(guò)注入工藝將低濃度n型雜質(zhì)注入到具有p型 阱區(qū)的襯底1的源極區(qū)和漏極區(qū)，以形成n型漂移區(qū)2a和3a。接著， n型漂移區(qū)2a和3a可通過(guò)推進(jìn)工藝的擴(kuò)散來(lái)擴(kuò)展。在一個(gè)實(shí)施例中， n型漂移區(qū)2a和3a可在水平方向上集中擴(kuò)散。具有這種結(jié)構(gòu)的MOS 晶體管是LDMOS晶體管。源極和漏極區(qū)的n型漂移區(qū)域2a和3a彼此 間隔預(yù)定的距離，這建立了溝道長(zhǎng)度。參考圖2C，可通過(guò)注入工藝將低濃度p型雜質(zhì)注入到源極和漏極 區(qū)的n型漂移區(qū)2a和3a的周?chē)?，以形成p型漂移區(qū)4a。p型漂移區(qū)4a圍繞源極和漏極區(qū)的n型漂移區(qū)2a和3a，從而防 止在器件工作時(shí)n型MOS晶體管的電信號(hào)影響相鄰的MOS晶體管。此外，通過(guò)注入工藝將p型雜質(zhì)注入到源極和漏極區(qū)之間的襯底 中，以形成至少一個(gè)阻擋條，例如兩個(gè)阻擋條7a和7b。阻擋條7a和 7b具有在縱向上延伸的條狀形狀。阻擋條7a和7b的每一個(gè)可在其底 部具有角狀或圓形形狀。可通過(guò)測(cè)試來(lái)將阻擋條7a和7b之間的間隔 和阻擋條7a和7b的每一個(gè)的深度最優(yōu)化。在實(shí)施例中，至少一個(gè)阻擋條(7a， 7b)形成于源極和漏極區(qū)之 間的襯底中，使得增加溝道長(zhǎng)度以防止穿通。此外，提高了擊穿電壓， 從而提高了器件的電性能。
阻擋條的數(shù)目可以是單個(gè)或多個(gè)。最優(yōu)選地，阻擋條的數(shù)目為2 個(gè)到5個(gè)的范圍。在阻擋條的數(shù)目為l個(gè)或超過(guò)5個(gè)的情況下，可能會(huì)導(dǎo)致反向電 流現(xiàn)象。參考圖2D，淺溝槽隔離區(qū)5可形成于n型漂移區(qū)2a和3a中的n 型漂移區(qū)2b和3b (將在隨后形成)的側(cè)面、在n型漂移區(qū)2a和3a以 及p型漂移區(qū)4a之間、以及在相鄰MOS晶體管之間。參考圖2E，多晶柵6形成于包括氧化層(未示出)的源極區(qū)和漏 極區(qū)之間的襯底l上。多晶柵6可與n型漂移區(qū)2a和3a部分重疊。盡 管未示出，可在多晶柵6的側(cè)壁上形成間隔器。參考圖2F，可以使用多晶柵6和間隔器(如果包括的話)作為掩 膜，通過(guò)注入工藝將高濃度n型雜質(zhì)注入到n型漂移區(qū)2a和3a中，以 形成n型雜質(zhì)區(qū)2b和3b。換句話說(shuō)，n型雜質(zhì)區(qū)2b形成于源極區(qū)的n 型漂移區(qū)2a中，而n型雜質(zhì)區(qū)3b形成于漏極區(qū)的n型漂移區(qū)3a中。因此，n型雜質(zhì)區(qū)2b和圍繞n型雜質(zhì)區(qū)2b的n型漂移區(qū)2a都形 成于源極區(qū)2中，而n型雜質(zhì)區(qū)3b和圍繞n型雜質(zhì)區(qū)3b的n型漂移 區(qū)3a都形成于漏極區(qū)3中。在另一實(shí)施例中，可通過(guò)注入工藝將高濃度p型雜質(zhì)注入到p型 漂移區(qū)4a中，以形成p型雜質(zhì)區(qū)4b。形成p型雜質(zhì)區(qū)4b，使得其與p 型漂移區(qū)4b部分重疊。因此，當(dāng)傳送通過(guò)p型雜質(zhì)區(qū)4b的電信號(hào)被 施加給p型漂移區(qū)4a時(shí)，防止當(dāng)器件工作時(shí)n型MOS晶體管的電信 號(hào)影響相鄰的MOS晶體管。從上述說(shuō)明看出，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少一個(gè)阻擋條形成于 溝道區(qū)中，使得可以提高器件的擊穿電壓，從而可最大限度減小器件 的尺寸。根據(jù)實(shí)施例，至少一個(gè)阻擋條形成于溝道區(qū)中，使得可以最大限 度防止穿通，以提高器件的擊穿電壓，從而提高器件的電性能。本說(shuō)明書(shū)中所指的任何"一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"示例實(shí) 施例"等是指結(jié)合實(shí)施例描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含于本 發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)位置出現(xiàn)的這些術(shù)語(yǔ)不是 必須都指相同的實(shí)施例。另外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述特定的特征、 結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，可以認(rèn)為結(jié)合其他實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或 特性是落入本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的范圍內(nèi)的。盡管已參考許多示例的實(shí)施例描述了實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可設(shè)計(jì)出許多落入本發(fā)明公開(kāi)原理的精神和范圍內(nèi)的其他 修改和實(shí)施例。更具體地，在本公開(kāi)、附圖和附加權(quán)利要求的范圍內(nèi) 對(duì)部件部分和/或元件結(jié)合布局進(jìn)行多種變化和修改都是可能的。除了 對(duì)部件部分和/或布局的變化和修改之外，替換的使用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù) 人員也是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法包括在襯底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型的阱區(qū)；在襯底的源極區(qū)和漏極區(qū)中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一漂移區(qū)；形成第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二漂移區(qū)；在襯底中形成至少一個(gè)第一導(dǎo)電類(lèi)型的阻擋條；在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的襯底上形成多晶柵；在第一漂移區(qū)中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一雜質(zhì)區(qū)；以及在第二漂移區(qū)中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二雜質(zhì)區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法， 一和第二漂移區(qū)之間。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法， 晶柵下的襯底中。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法， 具有角狀或圓形形狀。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法， #々。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法， 到5個(gè)的范圍內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法， 以外圍地圍繞第一漂移區(qū)。
8. —種半導(dǎo)體器件，包括其中所述至少一個(gè)阻擋條形成于第其中所述至少一個(gè)阻擋條形成于多其中所述至少一個(gè)阻擋條在其底部其中所述至少一個(gè)阻擋條的數(shù)目是其中所述至少一個(gè)阻擋條是在2個(gè)其中該第二漂移區(qū)形成于襯底中， 在襯底中形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的阱區(qū)；在襯底的源極區(qū)和漏極區(qū)中形成的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一漂移區(qū)；在圍繞第一漂移區(qū)的外圍形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二漂移區(qū)；形成于第一漂移區(qū)和第二漂移區(qū)之間的至少一個(gè)阻擋條；在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的襯底上形成的多晶柵； 在第一漂移區(qū)中形成的第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一雜質(zhì)區(qū)；以及在第二漂移區(qū)中形成的第一導(dǎo)電類(lèi)型的第二雜質(zhì)區(qū)。
9. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)阻擋條由 第一導(dǎo)電類(lèi)型形成。
10. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)阻擋條 在其底部具有角狀或圓形形狀。
11. 如權(quán)利要求S所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)阻擋條 形成于多晶柵下的襯底中。
12. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)阻擋條 以縱向方向上的條狀形狀形成于第一和第二漂移區(qū)之間。
13. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)阻擋條 的數(shù)目是單個(gè)。
14. 如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述至少一個(gè)阻擋條 是在2個(gè)到5個(gè)的范圍內(nèi)。
全文摘要
提供了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，其能夠最小化半導(dǎo)體器件的尺寸和防止穿通。根據(jù)實(shí)施例，至少一個(gè)導(dǎo)電阻擋條形成于源極和漏極區(qū)之間的襯底中。因此，可以最大限度地防止穿通，以增加擊穿電壓，從而提高器件的電性能。此外，因?yàn)榉乐沽舜┩?，可最小化器件的尺寸，而不?huì)使器件的電性能退化。
文檔編號(hào)H01L29/78GK101127307SQ200710140828
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者張德基 申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司