專利名稱：具有交替摻雜源/漏形態(tài)的半導(dǎo)體元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路元件，特別是涉及一種具有交替摻雜形態(tài)的源/漏區(qū)的 半導(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
高電壓晶體管(high-voltage transistors, HVMOS晶體管)通常包含雙擴(kuò)散漏 (double-diffused drains,DDD)作為晶體管的特征元件(亦即源/漏)。此雙擴(kuò)散漏的功 用為可防止靜電釋放(electrostatic discharge，ESD)和/或減少熱電子載體效應(yīng)。然而，傳統(tǒng)的雙擴(kuò)散漏的缺點(diǎn)在于需要高劑量的不純物(亦即，摻質(zhì))。這可能會(huì) 使雙擴(kuò)散金屬氧化半導(dǎo)體(DDD M0S)引發(fā)產(chǎn)生柵致漏極泄漏電流(gate induced drain leakage, GIDL)，特別是在柵極的長(zhǎng)度縮短之時(shí)。GIDL電流產(chǎn)生于上方覆蓋柵電極的晶體 管源區(qū)。介于柵極(可接地)和源極(可施加高電壓)之間誘導(dǎo)產(chǎn)生的高電場(chǎng)是引發(fā)GIDL 電流的原因。當(dāng)GIDL電流過(guò)大時(shí)，會(huì)降低元件的閾值電壓。所以，需要一種可用于場(chǎng)效晶 體管元件的改良結(jié)構(gòu)。由此可見，上述現(xiàn)有的晶體管在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待 加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng) 久以來(lái)一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題， 此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的具有交替摻雜源/漏形態(tài) 的半導(dǎo)體元件，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的晶體管存在的缺陷，而提供一種新型的具有交替 摻雜源/漏形態(tài)的半導(dǎo)體元件，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其藉由交替摻雜形態(tài)元件特征的 高電壓井元件，有效減少柵致漏極泄漏電流，并可減少在元件特征中的有效不純物劑量，非 常適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種半導(dǎo)體元件，包含一基板；一晶體管元件，形成在該基板之上，其中該晶體管元件 包含一柵結(jié)構(gòu)，一源區(qū)，及一漏區(qū)，其中該漏區(qū)包含一交替摻雜形態(tài)區(qū)域。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含一第一區(qū)和一第二區(qū)，具 有一第一濃度；及一第三區(qū)，具有一第二濃度，其中該第三區(qū)是插入于該第一區(qū)和第二區(qū)之 間，且其中該第二濃度低于該第一濃度。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的漏區(qū)包含一擴(kuò)散漏區(qū)，其中該擴(kuò)散漏區(qū)位于該交 替摻雜形態(tài)區(qū)域之下。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的源區(qū)包含一交替摻雜形態(tài)區(qū)域。
前述的半導(dǎo)體元件，其更包含一高電壓井，位于基板中且于該晶體管元件之下。
前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的晶體管元件更包含一溝道區(qū)，位于該柵極結(jié)構(gòu)之下，其中該交替摻雜形態(tài)區(qū)域與該溝道區(qū)具有一直接連接的界面。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的柵極結(jié)構(gòu)包含一具有高介電常數(shù)的柵介電層。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含多個(gè)N+摻雜區(qū)域和多個(gè) N-摻雜區(qū)域，其中該些N-摻雜區(qū)域是插入于該些N+摻雜區(qū)域之間。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的晶體管元件為高電壓場(chǎng)效晶體管元件。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種半導(dǎo)體元件，其包含一高電壓井，位于一半導(dǎo)體基板之中，其中該高電壓井具有一第 一種形態(tài)的摻質(zhì)；一第一源/漏區(qū)域，位于該高電壓井之中，其中該第一源/漏區(qū)域具有一 第二種形態(tài)的摻質(zhì)；一第二源/漏區(qū)域，位于該高電壓井之中，其中該第二源/漏區(qū)域與該 第一源/漏區(qū)域相隔一段距離，且其中該第二源/漏區(qū)域包含；一第一區(qū)，具有該第二種形 態(tài)的摻質(zhì)；及一第二區(qū)，位于該第一區(qū)之中，其中該第二區(qū)具有該第二種形態(tài)的摻質(zhì)，且其 中該第二區(qū)包含多個(gè)具有第一濃度的該第二種形態(tài)摻質(zhì)的區(qū)域和多個(gè)具有第二濃度的該 第二種形態(tài)摻質(zhì)的區(qū)域。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的第二種形態(tài)的摻質(zhì)為N型。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的第一區(qū)包含一摻雜濃度，其是低于該第二濃度。前述的半導(dǎo)體元件，其更包含一柵極結(jié)構(gòu)，位于該基板上且介于該第一源/漏區(qū) 域及該第二源/漏區(qū)域之間。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的第一源/漏區(qū)域包含具有該第二濃度的該第二型 摻質(zhì)。前述的半導(dǎo)體元件，其中所述的第二區(qū)是位于該第一區(qū)之中，包含由具有該第一 濃度和該第二濃度的第二型摻質(zhì)所交替摻雜而形成的一交替摻雜區(qū)域。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā) 明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，提供一半導(dǎo)體元件。此元件包含基 板和基板上的晶體管元件(亦即，場(chǎng)效晶體管)。此晶體管元件包含柵結(jié)構(gòu)、源區(qū)及漏區(qū)。 漏區(qū)包含交替摻雜形態(tài)區(qū)域。交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含多個(gè)，交替摻雜高濃度(亦即，N+)和 低濃度(亦即，N-)的區(qū)域。依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，漏區(qū)包含一具有交替摻雜形態(tài)區(qū) 域的擴(kuò)散漏區(qū)。此擴(kuò)散漏區(qū)可包括，一低于上述交替摻雜形態(tài)區(qū)域高濃度區(qū)域的摻質(zhì)濃度 區(qū)域。依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，晶體管為高電壓場(chǎng)效晶體管。另外，為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例，提供一半導(dǎo)體元件。此元 件包含在半導(dǎo)體基板中的高電壓井。高電壓井形成于基板中且具有第一種形態(tài)的摻質(zhì)。高 電壓井具有第一源/漏區(qū)域。源區(qū)包含第二種型態(tài)的摻質(zhì)。高電壓井也具有第二源/漏區(qū) 域。第二源/漏區(qū)域與第一源/漏區(qū)域相隔一段距離。第二源/漏區(qū)域包含具有第二種 型態(tài)的摻質(zhì)的第一區(qū)域；以及在第一區(qū)域中的第二區(qū)域。第二區(qū)域包含第二種型態(tài)的摻質(zhì)。 第二區(qū)域中的第二種型態(tài)摻質(zhì)具有第一和第二濃度。依據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例，第一型態(tài) 摻質(zhì)為P型且第二型態(tài)摻質(zhì)為N型。依據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例，在第二源/漏區(qū)域中 的第二區(qū)域包含N+和N-濃度。
再者，為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例，提供一種形成半導(dǎo)體元件的方法。此方法包含提供半導(dǎo)體基板以及在此半導(dǎo)體基板上形成柵結(jié)構(gòu)。在鄰接?xùn)沤Y(jié)構(gòu)處形 成柵極和漏極兩者之一。此形成柵極和漏極兩者之一的步驟包含摻雜基板以形成具有第 一濃度的第一種形態(tài)摻質(zhì)的第一摻雜區(qū)域；及對(duì)第一摻雜區(qū)域中的一部分進(jìn)行摻雜，以形 成具有第二濃度的第一種形態(tài)摻質(zhì)的第二摻雜區(qū)域和第三摻雜區(qū)域。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有交替摻雜源/漏形態(tài)的半導(dǎo)體元件至少具有下列 優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明所揭露的一半導(dǎo)體元件及其制造方法，包含一交替摻雜形態(tài)元件 特征(亦即，源或漏)。包含交替摻雜形態(tài)元件特征的高電壓井元件可減少GIDL電流，并可 減少在元件特征中的有效不純物(N型或P型摻質(zhì))劑量。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種具有交替摻雜源/漏形態(tài)的半導(dǎo)體元件。在本發(fā) 明的一具體實(shí)施例中，此元件包含一基板和一形成于基板上的晶體管。晶體管包含一柵結(jié) 構(gòu)、一源區(qū)和一漏區(qū)。漏區(qū)包含一交替摻雜形態(tài)區(qū)域。交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含高低摻雜濃 度的交替區(qū)域。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，晶體管為一高電壓晶體管。本發(fā)明在技術(shù)上有顯 著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的用以形成晶體管元件的多個(gè)圖形俯 視圖。圖2是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的具有交替摻雜形態(tài)元件特征的半導(dǎo) 體元件立體圖。圖3是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的半導(dǎo)體元件剖面圖，與繪示一與其對(duì) 應(yīng)的摻雜形態(tài)曲線圖。圖4是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的具有交替摻雜形態(tài)元件特征的半導(dǎo) 體元件剖面圖。圖5是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的具有交替摻雜形態(tài)元件特征的半導(dǎo) 體元件形成方法流程圖。102:主動(dòng)區(qū)圖形104:柵結(jié)構(gòu)圖形106 源/漏圖形108 源區(qū)110:漏區(qū)IlOa:圖形IlOb:圖形200 元件202 柵結(jié)構(gòu)204 基板206 源區(qū)208 溝道區(qū)210:漏區(qū)212:區(qū)域214:區(qū)域300 摻雜形態(tài)302 參考線400 元件402 基板404 高電壓井
406:隔離結(jié)構(gòu)408 源區(qū)408b 低劑量區(qū)域410 擴(kuò)散漏區(qū)412:交替摻雜形態(tài)漏區(qū)414:間隔元件416:柵介電層418:柵極420 柵結(jié)構(gòu)500 方法502 步驟504 步驟506:步驟508 步驟510 步驟
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的具有交替摻雜源/漏形態(tài)的半導(dǎo)體元件其具體實(shí) 施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。所揭露的與在基板上形成一集成電路元件有關(guān)，特別是有關(guān)于制造具有交替摻雜 形態(tài)特征的半導(dǎo)體元件(亦即，場(chǎng)效晶體管元件)。這個(gè)元件可用來(lái)形成HVMOS場(chǎng)效晶體管 和/或其它半導(dǎo)體元件。需要了解的是，接下來(lái)本發(fā)明揭露了許多不同的具體實(shí)施例，例如 本發(fā)明的許多個(gè)技術(shù)特征。接下來(lái)所描述的特定元件和其排列是為了使本發(fā)明易于了解， 而非用以限制本發(fā)明。并且，揭示內(nèi)容會(huì)重復(fù)使用元件符號(hào)或文字于不同例子中。重復(fù)使 用這類元件符號(hào)的目的是為了清楚和簡(jiǎn)潔，而非用以表示所述的各種具體實(shí)施例和組態(tài)之 間具有關(guān)聯(lián)。并且，所述的第一層在第二層“的上方”、“覆蓋于其上”或其它類似描述，包含 第一與第二層為直接連接的具體實(shí)施例；和第一與第二層之中有插入一層或多層的具體實(shí) 施例。所揭露為高電壓場(chǎng)效晶體管(PFET、NFET、MOSFET)，然而，任何其它的元件也可受益 于此揭露的內(nèi)容和交替摻雜型態(tài)元件特征。更進(jìn)一步地說(shuō)，此領(lǐng)域中具有通常技藝者應(yīng)可 了解，本發(fā)明所揭露的結(jié)構(gòu)的摻雜型態(tài)包含相反摻雜型態(tài)的具體實(shí)施例。請(qǐng)參考圖1所示，其是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的用以形成晶體管元 件的繪示多個(gè)圖形的俯視圖，此多個(gè)圖形用于形成元件(亦即，晶體管)或是元件中一部 分。每個(gè)圖形可由掩模提供(亦即，交替式相移掩模(alternating phase shift mask, alt-PSM)、衰減式相移掩模(attenuatingphase shift mask, att-PSM)、無(wú)鉻式相移掩模 (chromeless phaselithography mask, CPM)、二TUJ^iSt莫(binary mask) S^^li WiSI^ft 類)。掩?？蔀橥该骰澹缛廴诙趸?SiO2)或石英、氟化碳和/或其它適合的材料。 由掩模提供的圖形可由衰減式材料形成，例如鉻或其它材料例如金、硅化鉬、氮化鉻、鉬、五 氧化二鈮、鈦、鉭、三氧化鉬、氮化鉬、三氧化二鉻、氮化鈦、氮化鋯、二氧化鈦、氮化鉭、五氧 化二鉭、氮化鈮、四氮化三硅、氮化鋯、氮氧化鋁、摻雜的氧化鋁或上述的結(jié)合。主動(dòng)區(qū)圖形(OD) 102定義了元件主動(dòng)區(qū)的范圍。在OD圖形102定義的外的區(qū)域，可形成一個(gè)或多個(gè)隔離的特征結(jié)構(gòu)。隔離的特征結(jié)構(gòu)包含隔離的淺溝槽(shallow trench isolation, STI)結(jié)構(gòu)或其它合適的隔離結(jié)構(gòu)，例如局部氧化硅結(jié)構(gòu)(local Oxidation of silicon，L0C0S)、場(chǎng)氧化層(field oxide, FOX)或一隔離的深溝槽結(jié)構(gòu)。隔離結(jié)構(gòu)可包含 絕緣材料，例如氧化物。在基板上所定義的主動(dòng)區(qū)可依據(jù)該區(qū)中所形成的元件，而包含合適 的摻質(zhì)(例如，P型或N型的摻質(zhì))。此OD圖形102所定義的區(qū)域可形成一元件(亦即，場(chǎng)效晶體管)，此元件可包含源區(qū)、漏區(qū)和柵區(qū)。—柵結(jié)構(gòu)圖形104定義了在主動(dòng)區(qū)上的柵結(jié)構(gòu)。此柵結(jié)構(gòu)可包含一柵介電層和一 柵電極和/或其它合適的層。源/漏圖形106包含一定義源區(qū)和漏區(qū)，或源/漏中與柵結(jié)構(gòu)圖形104有關(guān)部分的圖形。源/漏圖形106定義了使用摻質(zhì)(亦即，N型或P型摻質(zhì))的區(qū)域。在本發(fā)明的 一具體實(shí)施例中，源/漏圖形106定義了摻雜N+(或P+)的區(qū)域。N型摻質(zhì)的例子包含砷、 磷、銻或其它合適的摻質(zhì)。P型摻質(zhì)的例子包含硼，二氟化硼、鋁或其它合適的摻質(zhì)。這里應(yīng) 該注意的是，本發(fā)明所有具體實(shí)施例中所繪示摻質(zhì)類型(如N型)，也可使用相反類型的摻 質(zhì)(如P型)取代。源/漏圖形106和OD圖形102定義了一個(gè)長(zhǎng)方形的元件特征(源/漏)區(qū)域 108 (在此指源區(qū)108)。OD圖形102和源/漏圖形106也定義了在源/漏區(qū)110中的交替 摻雜型態(tài)(在此指源區(qū)的交替摻雜形態(tài))。交替摻雜形態(tài)的漏區(qū)110具有一區(qū)域，此區(qū)域中 漏區(qū)與一被掩模遮蓋而不具有摻質(zhì)的區(qū)域進(jìn)行摻雜、插入和交替排列。例如，圖形IlOa定 義了摻雜(例如，摻雜N+)的面積，而圖形IlOb定義了不被摻雜區(qū)域的面積。在本發(fā)明的 一具體實(shí)施例中，圖形106定義了摻雜N+的區(qū)域(例如，交叉線的部分決定了摻雜N+的區(qū) 域)。接下來(lái)請(qǐng)參考圖2所示，是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的具有交替摻雜形 態(tài)元件特征的半導(dǎo)體元件200的立體圖。元件200包含柵結(jié)構(gòu)202。元件200可用圖1中所 述的圖形形成。柵結(jié)構(gòu)202可用如圖1中所述的柵圖形104形成。柵結(jié)構(gòu)202可包含柵介 電層、柵極和/或其它合適的層，例如界面層、覆蓋層、接觸結(jié)構(gòu)、或其他類似層。柵介電層 可包含氧化硅、高介電常數(shù)(high-k)材料、氮氧化硅、上述的組合或其它合適的材料。高介 電常數(shù)材料的例子包含硅酸鉿、氧化鉿、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鉿-氧化鋁合金(HfO2-Al2O3 alloy)、上述的組合或其它合適的材料。柵介電層可用下列制造工藝形成，例如化學(xué)氣相 沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、原子層沉積法(ALD)、熱氧化法、上述的組合或其它 合適的制造工藝。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，柵極包含多晶硅。在其它的具體實(shí)施例中， 柵結(jié)構(gòu)可為金屬柵，此金屬柵包含金屬組成的柵極?？尚纬蓶艠O的合適金屬例子包含銅、 鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、硅化鎳、硅化鈷、或上述的組合。柵極可用此技藝中的現(xiàn)有習(xí)知 方法形成，例如物理氣相沉積法(PVD)(濺鍍)、常壓化學(xué)氣相沉積法(APCVD)、低壓化學(xué) 氣相沉積法(LPCVD)、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法(HDPCVD)、原子層化學(xué)氣相沉積法 (ALCVD)、及其它在此技藝中已知且可繼續(xù)進(jìn)行光蝕刻或蝕刻制造工藝的方法。柵結(jié)構(gòu)202是在基板204之上。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，基板204是結(jié)晶硅 結(jié)構(gòu)。在其它的具體實(shí)施例中，基板204可包含其它基本的半導(dǎo)體例如鍺，或包含其它化合 物，例如碳化硅、砷化鎵、砷化銦和磷化銦?；?04可包含硅基絕緣體(SOI)基板?；?204可藉由摻雜不純物(N型或P型的摻質(zhì))而提供相關(guān)的功能。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例 中，基板204包含一井(well)結(jié)構(gòu)，例如高電壓井，柵結(jié)構(gòu)202可形成于此高電壓井之上。 例如，在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，元件200為一高電壓的MOS晶體管。在圖2中，基板204 所繪示的區(qū)域可為一主動(dòng)區(qū)。例如，基板202所繪示的區(qū)域可利用一圖形定義，例如在圖1 中所述的OD圖形102?；?04也包含源區(qū)206、溝道區(qū)208和漏區(qū)210。源區(qū)206、溝道區(qū)208和漏區(qū)210可經(jīng)由摻雜而在元件200中產(chǎn)生功能。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，元件200為PMOS 晶體管且源區(qū)206及漏區(qū)210以P型摻質(zhì)進(jìn)行摻雜。例如，在一具體實(shí)施例中，元件200為 NMOS晶體管，且源區(qū)206和漏區(qū)210為以N型摻質(zhì)進(jìn)行摻雜的區(qū)域。摻質(zhì)可以此技藝中的 現(xiàn)有習(xí)知方式進(jìn)行摻雜，例如離子布植、擴(kuò)散、熱處理或其他合適的制造工藝。源區(qū)206可包含長(zhǎng)方形的源區(qū)。此長(zhǎng)方形源區(qū)的摻雜濃度實(shí)質(zhì)上固定。在本發(fā)明 的一具體實(shí)施例中，源區(qū)206包含摻雜N+(或P+)。在其它的具體實(shí)施例中，源區(qū)206可包 含漏區(qū)210所述的交替摻雜形態(tài)。漏區(qū)210包含交替摻雜形態(tài)。此交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含交替地?fù)诫s高濃度和低 濃度。漏區(qū)210中的區(qū)域212為高濃度摻雜(以“ + ”表示)，而漏區(qū)210中的區(qū)域214為 低濃度摻雜(以“_”表示)。區(qū)域212和區(qū)域214可包含相同類型的摻質(zhì)(例如同為P型 或N型)。區(qū)域212 (例如，N+(或P+))的摻雜濃度接近于1E14至1E16 atoms/cm2。區(qū)域 214(例如，N-(或P-))的摻雜濃度接近于1E13至1E15 atoms/cm2。漏區(qū)210包含區(qū)域212和區(qū)域214定義的交替摻雜形態(tài)，可利用圖1所述的圖形 106形成。例如，圖形IlOa可定義區(qū)域212，圖形IlOb可定義區(qū)域214。在本發(fā)明的一具體 實(shí)施例中，漏區(qū)210更包含一擴(kuò)散漏區(qū)(diffused drain，DD)。此擴(kuò)散漏區(qū)所用的摻質(zhì)的 型態(tài)可與交替摻雜形態(tài)的漏區(qū)210相同。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，此擴(kuò)散漏區(qū)的擴(kuò)散 劑濃度可與區(qū)域214的擴(kuò)散劑濃度實(shí)質(zhì)相近或較低。上述的擴(kuò)散漏區(qū)可實(shí)質(zhì)相似于圖4中 所述的擴(kuò)散漏區(qū)410。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，交替摻雜擴(kuò)散漏區(qū)210包含N型摻質(zhì)。區(qū)域212可 包含N+摻雜，區(qū)域214可包含N-摻雜。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，一擴(kuò)散漏區(qū)包含一 N-的摻雜濃度(亦即NDD)。源區(qū)206可包含N+摻雜?；?04可包含一高電壓井，其中 可形成源區(qū)206和漏區(qū)210。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，源區(qū)206和漏區(qū)210包含N型摻 質(zhì)，且此高電壓井包含P型摻質(zhì)。其他的例子也有可能具體實(shí)施。請(qǐng)參考圖3所示，是與元件200相關(guān)的摻雜形態(tài)300。摻雜形態(tài)300等同于元件 200的側(cè)面摻雜濃度形態(tài)。參考線302繪示了形成摻雜型態(tài)的橫向參考線。摻雜形態(tài)300 包含一表示元件橫向距離的χ軸(亦即，延著參考線302)和一表示摻雜濃度的y軸。摻雜 形態(tài)300包含高電壓(HV)的P-井，N型摻雜(擴(kuò)散)漏區(qū)(NDD)，和N型摻雜的交替摻雜 形態(tài)區(qū)域(交替的N+源/漏)。摻雜形態(tài)300也可與一元件相關(guān)，例如圖4中所繪示的元 件400。元件200的交替摻雜形態(tài)區(qū)域210中，所繪示的摻雜形態(tài)300包含與N-區(qū)域214 相關(guān)的第一摻雜濃度，和與N+區(qū)212相關(guān)的第二摻雜濃度。雖然圖中所揭露為一 N溝道元 件，此具體實(shí)施例也有可能應(yīng)用于其他的例子。請(qǐng)參考圖4所示，是依據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例所繪示的具有交替摻雜形態(tài)元件 特征的一半導(dǎo)體元件400的剖面圖。元件400可包含NMOS和/或PMOS晶體管(NFET，PFET)。 在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，元件400包含高電壓MOS晶體管。元件400包含基板402。基 板402可與圖2中所述的基板204實(shí)質(zhì)相同?；?02可為P型或N型基板。高電壓(HV) 井404形成于基板204之上。此高電壓井404可包含N型或P型摻質(zhì)。在本發(fā)明的一具體 實(shí)施例中，高電壓井404包含與基板402相反類型的摻質(zhì)。高電壓井404可以下列制造工 藝形成，例如離子布植、擴(kuò)散、微影蝕刻、和/或其它在此技藝中已知且合適的制造工藝。高 電壓井404的摻質(zhì)的摻雜濃度從大約1E12至大約1E13 atoms/cm2，許多其它的例子 也可具體實(shí)施?；?02上設(shè)有多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)406。該些隔離結(jié)構(gòu)可包含一絕緣材料(亦即，氧化 物)，并可將形成于基板402上的一個(gè)或多個(gè)元件隔離。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，該些 隔離結(jié)構(gòu)406為局部氧化硅結(jié)構(gòu)(LOCOS)結(jié)構(gòu)，其它的例子也可具體實(shí)施。基板402設(shè)有源區(qū)408。源區(qū)408可包含N型或P型的摻質(zhì)。源區(qū)408可包含與 高電壓井404相反類型的摻質(zhì)。源區(qū)408包含一低劑量區(qū)域408b (LDD)。源區(qū)408可為N+ 摻雜。可在基板402上的高電壓井404中形成擴(kuò)散漏區(qū)410 (DD 410)。擴(kuò)散漏區(qū)410包 含N型或P型摻質(zhì)。擴(kuò)散漏區(qū)410可包含與高電壓井404中所使用的相反類型的摻質(zhì)。在 本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，擴(kuò)散漏區(qū)410為N-摻雜。擴(kuò)散漏區(qū)410上設(shè)有交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412。此交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412可包含與 擴(kuò)散漏區(qū)410相同類型的摻質(zhì)。交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412可與圖2-圖3中所述的漏區(qū)210 實(shí)質(zhì)相同。例如，交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412包含高低濃度的摻質(zhì)的交替摻雜區(qū)(亦即，交替的 N+和N-區(qū))。此交替區(qū)延伸方向與柵結(jié)構(gòu)420相關(guān)的溝道方向平行(亦即，與圖4的剖面 平行)。擴(kuò)散漏區(qū)410、交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412可做為雙擴(kuò)散極(DDD)，但在交替摻雜形態(tài) 漏區(qū)412的摻雜濃度較低，即，以交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412作為插入在高濃度摻雜區(qū)中的低濃 度摻雜區(qū)(這在一般的DDD中可能會(huì)發(fā)生)。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，源區(qū)408可包含 與擴(kuò)散區(qū)域410、交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412實(shí)質(zhì)相同的區(qū)域。源區(qū)408、擴(kuò)散漏區(qū)410和交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412與柵結(jié)構(gòu)420彼此關(guān)連。柵結(jié) 構(gòu)420包含柵介電層416、柵極418和多個(gè)間隔元件(spacerelement)414。柵結(jié)構(gòu)420可 與圖2中所述的柵結(jié)構(gòu)202實(shí)質(zhì)相同。柵介電層416可包含氧化硅、高介電常數(shù)(high-k) 材料、氮氧化硅、上述的組合或其它合適的材料。高介電常數(shù)材料的例子包含硅酸鉿、氧化 鉿、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鉿-氧化鋁合金(HfO2-Al2O3 alloy)、或上述的組合。柵介電層 416可利用下列方法形成，例如化學(xué)氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、原子層沉積 法(ALD)、熱氧化法、上述的組合或其他合適的制造工藝。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，柵 極418包含多晶硅。在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，柵結(jié)構(gòu)420可為包含金屬組成的柵 極418金屬柵。形成柵極合適的金屬例子包含銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、氮化鉭、硅化鎳、硅化 鈷、和/或上述的組合。柵極418可藉由在本技藝中現(xiàn)有習(xí)知的方法制成，例如物理氣相沉 積法(PVD)(濺鍍)、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)、常壓 化學(xué)氣相沉積法(APCVD)、低壓化學(xué)氣相沉積法(LPCVD)、高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法 (HDPCVD)、原子層化學(xué)氣相沉積法(ALCVD)、及其它在此技藝中已知且可繼續(xù)進(jìn)行光蝕刻或 蝕刻制造工藝的方法。間隔元件414可包含氮化硅、氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、上述的組合 或其它合適的材料。間隔元件414可為多層結(jié)構(gòu)(例如，包含襯墊層)，并包含藉由沉積介 電材料再回蝕以形成的間隔形態(tài)。間隔元件414可定義低摻雜濃度漏區(qū)的面積，例如區(qū)域 408b。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，元件400為一高電壓NFET元件，并包含具有N型摻 雜濃度的擴(kuò)散漏區(qū)410和具有交替N-、N+摻雜濃度的交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412。在本發(fā)明的 一具體實(shí)施例中，高電壓井404可為一 P型井。源區(qū)408可為N+摻雜濃度。
在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，元件400為一高電壓PFET元件，并包含具有P型摻 雜濃度的漏區(qū)410和具有交替P_、P+摻雜濃度的交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412。在本發(fā)明的一具 體實(shí)施例中，高電壓井404可為一 N型井。源區(qū)408可為P+摻雜濃度。請(qǐng)參考圖5所示，是一形成具有交替摻雜形態(tài)區(qū)域元件的方法500。方法500可 用以制造元件200和/或元件400或其中的部分元件。方法500始于步驟502 提供一基 板。此基板可與圖4所述的基板402實(shí)質(zhì)相同。之后，方法500進(jìn)行步驟504:形成一高電 壓井。高電壓井在基板中摻雜P型或N型材料形成。高電壓井可藉由下列方法形成，例如 離子布植、擴(kuò)散、或其它在此技藝中已知的合適方法。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，高電壓 井可與圖4中所描述的高電壓井404實(shí)質(zhì)相同。
方法500接著進(jìn)行步驟506 定義一主動(dòng)區(qū)。主動(dòng)區(qū)可由一圖形定義，如在圖1所 述的圖形102。主動(dòng)區(qū)具有一可形成元件的區(qū)域。插入一個(gè)或多個(gè)主動(dòng)區(qū)可形成一個(gè)或多 個(gè)隔離特征元件。方法500接著進(jìn)行步驟508 形成柵結(jié)構(gòu)。柵結(jié)構(gòu)可與圖4所述的柵結(jié)構(gòu)420實(shí) 質(zhì)相同。方法500接著進(jìn)行步驟510 在基板上鄰近柵結(jié)構(gòu)處形成源/漏區(qū)。一個(gè)或多個(gè) 的源/漏區(qū)可包含交替摻雜形態(tài)區(qū)域(亦即，以同一型摻質(zhì)，交替摻雜高低濃度的區(qū)域)。 源/漏區(qū)可與圖4中所述的源區(qū)408與擴(kuò)散漏區(qū)410、交替摻雜形態(tài)漏區(qū)412實(shí)質(zhì)相同，和 /或可與圖2中所述的元件200的源/漏區(qū)206或210實(shí)質(zhì)相同。步驟510包含使用一掩 模，此掩模具有如圖1中的圖形106所述的圖形。方法500為本發(fā)明的一典型的例子，并非用以限制本發(fā)明。在方法500中可能省 略了一個(gè)或多個(gè)步驟。方法500可包含在上述中未提到的任何步驟。另外，在步驟500中 所描述的步驟的順序僅是一個(gè)典型的例子，在其它的具體實(shí)施例中，步驟的順序可作變化。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體元件，其特征在于其包含一基板；一晶體管元件，形成在該基板之上，其中該晶體管元件包含一柵結(jié)構(gòu)，一源區(qū)，及一漏區(qū)，其中該漏區(qū)包含一交替摻雜形態(tài)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含一第一區(qū)和一第二區(qū)，具有一第一濃度；及一第三區(qū)，具有一第二濃度，其中該第三區(qū)是插入于該第一區(qū)和第二區(qū)之間，且其中該 第二濃度低于該第一濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的漏區(qū)包含一擴(kuò)散漏區(qū)， 其中該擴(kuò)散漏區(qū)位于該交替摻雜形態(tài)區(qū)域之下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的源區(qū)包含一交替摻雜形 態(tài)區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其更包含 一高電壓井，位于基板中且于該晶體管元件之下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的晶體管元件更包含 一溝道區(qū)，位于該柵極結(jié)構(gòu)之下，其中該交替摻雜形態(tài)區(qū)域與該溝道區(qū)具有一直接連接的界面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的柵極結(jié)構(gòu)包含一具有高 介電常數(shù)的柵介電層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含 多個(gè)N+摻雜區(qū)域和多個(gè)N-摻雜區(qū)域，其中該些N-摻雜區(qū)域是插入于該些N+摻雜區(qū)域之 間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的晶體管元件為高電壓場(chǎng) 效晶體管元件。
10.一種半導(dǎo)體元件，其特征在于其包含一高電壓井，位于一半導(dǎo)體基板之中，其中該高電壓井具有一第一種形態(tài)的摻質(zhì)； 一第一源/漏區(qū)域，位于該高電壓井之中，其中該第一源/漏區(qū)域具有一第二種形態(tài)的 摻質(zhì)；一第二源/漏區(qū)域，位于該高電壓井之中，其中該第二源/漏區(qū)域與該第一源/漏區(qū)域 相隔一段距離，且其中該第二源/漏區(qū)域包含； 一第一區(qū)，具有該第二種形態(tài)的摻質(zhì)；及一第二區(qū)，位于該第一區(qū)之中，其中該第二區(qū)具有該第二種形態(tài)的摻質(zhì)，且其中該第二 區(qū)包含多個(gè)具有第一濃度的該第二種形態(tài)摻質(zhì)的區(qū)域和多個(gè)具有第二濃度的該第二種形 態(tài)摻質(zhì)的區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的第二種形態(tài)的摻質(zhì)為N型。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的第一區(qū)包含一摻雜濃 度，其是低于該第二濃度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其更包含一柵極結(jié)構(gòu)，位于該基板上且介于該第一源/漏區(qū)域及該第二源/漏區(qū)域之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的第一源/漏區(qū)域包含 具有該第二濃度的該第二型摻質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體元件，其特征在于其中所述的第二區(qū)是位于該第一 區(qū)之中，包含由具有該第一濃度和該第二濃度的第二型摻質(zhì)所交替摻雜而形成的一交替摻 雜區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有交替摻雜源/漏形態(tài)的半導(dǎo)體元件。在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，此元件包含一基板和一形成于基板上的晶體管。晶體管包含一柵結(jié)構(gòu)、一源區(qū)和一漏區(qū)。漏區(qū)包含一交替摻雜形態(tài)區(qū)域。交替摻雜形態(tài)區(qū)域包含高低摻雜濃度的交替區(qū)域。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，晶體管為一高電壓晶體管。
文檔編號(hào)H01L29/78GK101814524SQ200910136498
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者廖浚廷, 朱振梁, 陳斐筠, 黃宗義 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司