專利名稱：制造高電壓器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造，更具體地，涉及一種制造高電壓 器件的方法。盡管本發(fā)明適于很寬的應(yīng)用范圍，但是本發(fā)明尤其適 合具有垂直漂移區(qū)(drift region )的對稱高電壓器件(symmetric high voltage device )。
背景技術(shù)：
高電壓器件在漏4及中需要有輕摻雜(lightly doped )漂移區(qū)以具 有耐高電壓性(high voltage resistance )。漂移區(qū)可能在尺寸上占據(jù) 高電壓器件的最大部分。隨著高電壓器件所需的耐電壓性變的越 高，漂移區(qū)需要在水平方向上變的更寬。當(dāng)提供了耐高電壓性時， 應(yīng)該將溝道區(qū)(channel region )的長度構(gòu)造得4艮長以防止"擊穿" (punch-through )。溝道長度占據(jù)了高電壓器件的第二大部分。
參照圖1，高電壓器件可以包括在p型半導(dǎo)體襯底IO的預(yù)定區(qū) 中形成的輕摻雜漂移區(qū)11。在半導(dǎo)體4于底10上和/或上方形成棚-才及 氧化層12。在半導(dǎo)體4t底10上和/或上方形成與部分漂移區(qū)11相 對應(yīng)的場氧化層13,其中該場氧化層13用于場板(field plate )。在 4冊才及氧化層12和場氧化層13上和/或上方形成棚4及14。在與棚-才及14的兩側(cè)相鄰的半導(dǎo)體襯底10中形成源才及15和漏才及16，其中源 極15和漏極16都是高摻雜的(heavily doped) n型雜質(zhì)區(qū)。源極 15凈皮形成與漂移區(qū)11相隔離，而漏4及16形成在漂移區(qū)11的內(nèi)部。 在源才及15和漂移區(qū)11之間的4冊4及14下方的4于底10中形成溝道區(qū) 17。
從而，在這樣的高電壓器件中的漂移區(qū)11具有水平構(gòu)造，即， 漂移區(qū)11形成具有比總厚度大的總寬度。為了提高耐電壓特性， 應(yīng)該在垂直方向上延伸漂移區(qū)11，然而，這樣不能滿足對半導(dǎo)體器 件的小型化和超高集成的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例涉及 一 種制造高電壓器件諸如對稱高電壓器件 的方法，其中對稱高電壓器件具有垂直漂移區(qū)(vertical drift regions),即，形成的漂移區(qū)具有比總寬度大的總厚度。
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種制造高電壓器件的方法，通過該方法減 小了器件尺寸而具有超過高電壓器件水平(level)的耐電壓性，且 通過該方法降低了晶片的梯級差(wafer step difference)以使圖樣 4匕步-銀中的不聚焦(out-of-focus )最小4匕。
本發(fā)明實(shí)施例涉及 一 種制造高電壓器件的方法，該方法可以包 括以下中的至少之一 在半導(dǎo)體襯底中形成一對隔離開的對稱垂直 型漂移區(qū)(symmetrical vertical-type drift regions ); 在半導(dǎo)體4于底中 形成氧化層，且該氧化層與漂移區(qū)重疊；在漂移區(qū)中和在漂移區(qū)之 間的半導(dǎo)體襯底中形成溝槽；在溝槽的側(cè)壁上形成氧化物隔離件 (oxide spacer);在溝槽中以及在氧化層上方形成4冊才及；平坦化該 柵極；以及分別在漂移區(qū)中形成源極和漏極。
7本發(fā)明實(shí)施例涉及一種方法，該方法可以包4舌以下中的至少之
一在半導(dǎo)體襯底中形成隔離開的一對垂直型漂移區(qū)；在半導(dǎo)體襯 底中形成氧化層，且該氧化層與部分漂移區(qū)重疊；在漂移區(qū)中和在 漂移區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底中形成溝槽；在溝槽的側(cè)壁上形成氧化物 隔離件；在溝槽中以及在氧化層上形成柵極；平坦化該4冊極；以及 分別在漂移區(qū)中形成源才及和漏才及。
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種器件，該器件可以包括至少下述中的一 個在半導(dǎo)體襯底中隔離開形成的一對垂直型漂移區(qū)；在漂移區(qū)中 和在漂移區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底中形成的溝槽；絕緣層圖樣，分別形 成在各漂移區(qū)中，并位于溝槽的最上部；在溝槽側(cè)壁上以及在絕緣 層圖樣所暴露的側(cè)壁上形成的隔離件；在溝槽中形成的柵極；以及 在漂移區(qū)中分別形成的源極和漏才及。
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種器件，該器件包括至少下述中的 一個 在半導(dǎo)體襯底中形成的第 一漂移區(qū)；在半導(dǎo)體襯底中形成的與第一 漂移區(qū)隔離開的第二漂移區(qū)；在第 一漂移區(qū)和第二漂移區(qū)中以及在 第 一漂移區(qū)與第二漂移區(qū)之間的半導(dǎo)體中形成的溝槽；在第 一漂移 區(qū)中的溝槽的最上部形成的第 一 絕緣層圖樣；在第二漂移區(qū)中的溝 槽的最上部形成的第二絕緣層圖樣；在第一漂移區(qū)中的溝槽側(cè)壁上 以及在第一絕緣層圖樣的側(cè)壁上方形成的第一隔離件；在第二漂移 區(qū)中的溝槽側(cè)壁上以及在第二絕緣層圖樣的側(cè)壁上方形成的第二 隔離件；在溝槽中形成的柵極，該柵極與第一和第二隔離件接觸； 在第一漂移區(qū)中形成的源極；以及在第二漂移區(qū)中形成的漏4及。才艮 據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，柵極的最上表面形成在隔離件的最上表面之下。
才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，通過CMP (化學(xué)機(jī)械拋光)來刻蝕沖冊極， 該柵極被刻蝕以具有比氧化物隔離件的厚度小的厚度。根據(jù)本發(fā)明 實(shí)施例，通過構(gòu)造對稱的垂直型漂移區(qū)，漂移區(qū)和溝道區(qū)的長度可 以比相關(guān)4支術(shù)的漂移區(qū)和溝道區(qū)的長度小。因此，可以減小高電壓
8器件的尺寸。其次，在形成斥冊電4及(gate electrode)的過程中，通 過刻蝕，在溝槽區(qū)中形成低于氧化物隔離件的柵極，以減少源極和 漏才及之間用于隔離的區(qū)域。并且，降低了晶片的梯級差以防止圖樣 4匕步-驟中的不聚焦(out-of-focus )。


圖1是高電壓器件的橫截面圖。
實(shí)例圖2A至2F示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造高電壓器件的 方法。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例圖2A至2F是才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造高電壓器件的方法 的橫截面圖。參照實(shí)例圖2A，在p型半導(dǎo)體村底20中形成對稱的 一對漂移區(qū)21。漂移區(qū)21被形成相互隔開預(yù)定的距離。尤其是， 以下述方式來形成漂移區(qū)21:在半導(dǎo)體襯底20上和/或上方形成漂 移區(qū)掩膜圖樣，輕微地(lightly)實(shí)施n型雜質(zhì)離子注入，以及然 后在注入的雜質(zhì)離子上實(shí)施M,阱"("驅(qū)入"，"drive-in")。
參照實(shí)例圖2B，在半導(dǎo)體襯底20的表面中形成氧化層22。橫 ^爭兩個漂移區(qū)21的一部分來形成該氧4匕層22，并且該氧4匕層22與 兩個漂移區(qū)21的一部分重疊。氧化層22的總寬度比各漂移區(qū)21 之間的予員定間隔(予貞定3巨離，predetermined distance )大。通過在半 導(dǎo)體村底20上和/或上方形成氧化層掩膜圖樣來形成氧化層22。然 后，將半導(dǎo)體襯底20和各漂移區(qū)21刻蝕至指定的深度。在各漂移 區(qū)21和半導(dǎo)體襯底20兩者被刻蝕的部分中沉積氧化層22，然后平 坦化該氧化層22。
9參照實(shí)例圖2C，在包括各漂移區(qū)21的半導(dǎo)體襯底20中形成 溝槽23。溝槽23形成具有的深度比每個漂移區(qū)21的厚度(深度剖 面)小，而溝槽23形成具有的寬度比氧化層22的寬度小。以下述 方式來形成溝槽23:形成溝槽掩膜圖樣，以及然后將包括各漂移區(qū) 21和氧化層22的半導(dǎo)體襯底20刻蝕至指定的深度。因此，在各個 漂移區(qū)21中形成氧化層圖樣22。
參照實(shí)例圖2D，在溝槽23的側(cè)壁上形成氧化物隔離件24，且 該氧化物隔離件24與各個氧化層圖樣22的側(cè)壁和各漂移區(qū)21的 側(cè)壁4妾觸。氧化物隔離件24用作高電壓器件的場板(field plate )。 以下述方式來形成氧化物隔離件24:在半導(dǎo)體襯底20上和/或上方 ;兄積、氧4匕層，然后通過各向異小生干法刻々蟲(anisotropic dry etching ) 來刻蝕所沉積的氧4匕層。
參照實(shí)例圖2E,然后，在溝槽23中以及在每個氧化層圖樣22 的部分最上表面上形成4冊4及25。通過;冗積4冊才及導(dǎo)電層來i真充溝才曹 23，從而形成柵極25。在已經(jīng)形成柵極掩膜圖樣之后，刻蝕柵極導(dǎo) 電層。尤其是，通過CMP (化學(xué)機(jī)械拋光)來平坦化在半導(dǎo)體襯底 20上方凸出的(projected )才冊才及導(dǎo)電層。
參照實(shí)例圖2F,棚4及導(dǎo)電層^皮刻蝕以具有比氧化物隔離件24 的高度低的高度。因此，減少了用于在柵極導(dǎo)電層和源極/漏極之間 進(jìn)行隔離的區(qū)域以最小化被器件占用的區(qū)域。以及，通過CMP刻 蝕4冊極來降低晶片的梯級差以防止在4妄下來的圖樣化步驟中的不 聚焦。源極27和漏極28分別形成在相應(yīng)的一個漂移區(qū)21中，并 且該源極27和漏極28與各自的氧化層圖樣22隔離開。
盡管本文中描述了多個實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以想到多種其他^修改和實(shí)施例，他們都將落入本/^開的原則的 精神和范圍內(nèi)。更特別地，在本公開、附圖、以及所附權(quán)利要求的種修改和改變。除了組成部分和/或排列方面的修改和改變以外，可 選的使用對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯而易見的選擇。
權(quán)利要求
1. 一種方法，包括在半導(dǎo)體襯底中形成隔離開的一對垂直型漂移區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底中形成氧化層，并且所述氧化層與部分所述漂移區(qū)重疊；在所述漂移區(qū)中和在所述漂移區(qū)之間的所述半導(dǎo)體襯底中形成溝槽；在所述溝槽的側(cè)壁上形成氧化物隔離件；在所述溝槽中以及在所述氧化層上形成柵極；平坦化所述柵極；以及然后分別在所述漂移區(qū)中形成源極和漏極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過化學(xué)機(jī)械拋光來刻蝕 所述柵極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，刻蝕所述柵極以使所述柵 極具有比所述氧化物隔離件的高度低的高度。
4. 才艮據(jù)4又利要求1所述的方法，其中，形成所述溝槽以^吏所述溝 槽具有比所述氧化層的寬度小的寬度。
5. 4艮據(jù)4又利要求1所述的方法，其中，形成所述氧化層以l吏所述 氧化層具有比所述漂移區(qū)之間的間隔大的寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述溝槽以使所述溝 槽具有比所述漂移區(qū)的深度小的深度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氧化物隔離件包括用 于高電壓器件的場^^。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過各向異性干法刻蝕來 形成所述氧化物隔離件。
9. 一種器件，包括一對垂直型漂移區(qū)，隔離開地形成在半導(dǎo)體襯底中；溝槽，在所述漂移區(qū)中和在所述漂移區(qū)之間的所述半導(dǎo) 體4于底中形成；絕緣層圖樣，分別形成在所述漂移區(qū)中，并位于所述溝 槽的最上部；隔離件，形成在所述溝槽的側(cè)壁和所述絕緣層圖樣的暴 露的側(cè)壁上；柵極，形成在所述溝槽中；以及源扭^口漏4及，分別形成在所述漂壽多區(qū)中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中，所述沖冊才及具有比所述隔離 件的高度低的高度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中，所述絕緣層圖樣形成在所 述漂移區(qū)中，并與所述源才及和所述漏才及中相應(yīng)的一個隔離開。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中，所述溝槽具有比所述漂移 區(qū)的深度小的深度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中，所述絕緣層圖樣由氧化物 組成。
14. 才艮據(jù)4又利要求9所述的器件，其中，所述隔離件由氧化物組成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件，其中，所述絕緣層圖樣的最上表 面與所述漂移區(qū)、所述半導(dǎo)體^j"底和所述源才及以及所述漏才及四 者的最上表面共面。
16. —種器件，包括第一漂移區(qū)，形成在半導(dǎo)體襯底中；第二漂移區(qū)，形成在所述半導(dǎo)體襯底中并與所述第一漂 移區(qū)隔離開；溝槽，在所述第一漂移區(qū)和所述第二漂移區(qū)中以及在所 述第 一 漂移區(qū)與所述第二漂移區(qū)之間的所述半導(dǎo)體襯底中形 成；第一絕緣層圖樣，形成在所述第 一漂移區(qū)中的所述溝槽 的最上部；第二絕緣層圖樣，形成在所述第二漂移區(qū)中的所述溝槽的最上部；第 一隔離件，形成在所述第 一漂移區(qū)中的所述溝槽的側(cè) 壁上以及形成在所述第 一絕^彖層圖才羊的側(cè)壁上方；第二隔離件，形成在所述第二漂移區(qū)中的所述溝槽的側(cè) 壁上以及形成在所述第二絕纟彖層圖樣的側(cè)壁上方；柵極，形成在所述溝槽中并與所述第一隔離件和所述第 二隔離件接觸；源^L,形成在所述第一漂移區(qū)中；以及漏才及，形成在所述第二漂移區(qū)中，其中，所述柵極的最上表面形成在所述隔離件的最上表 面之下。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述第一漂移區(qū)和所述 第二漂移區(qū)包括垂直型漂移區(qū)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述溝槽具有比所述第 一漂移區(qū)和所述第二漂移區(qū)兩者的深度小的深度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述第一絕緣層圖樣和 所述第二絕緣層圖樣由氧化物組成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述第一隔離件和所述 第二隔離件由氧化物組成。
全文摘要
一種制造高電壓器件的方法，按照該方法，通過在形成具有垂直型漂移區(qū)的對稱高電壓器件的過程中平坦化柵極，可以減少由在源極和漏極之間進(jìn)行隔離所需的區(qū)域。因此，在溝槽中形成高度低于氧化物隔離件的柵極，從而減少用于在源極和漏極之間進(jìn)行隔離的區(qū)域。
文檔編號H01L21/336GK101452859SQ20081018259
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者姜舜京 申請人:東部高科股份有限公司