專利名稱：橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，特別是涉及一種改善電容特性與最佳化導(dǎo)通電阻的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件。
背景技術(shù)：
橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(laterally diffused metal-oxide-semiconductor, LDM0S)組件是一種常見的半導(dǎo)體功率組件。由于橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件具有水平式的結(jié)構(gòu)，容易制造且易于和現(xiàn)行的半導(dǎo)體技術(shù)整合，進(jìn)而減少制作成本。同時(shí)，其可以耐較高的崩潰電壓而具有高的輸出功率，因此被廣泛應(yīng)用于功率轉(zhuǎn)換器(power converter)、功率放大器(power amplifier)、切換開關(guān)(switch)、整流器(rectifier)等組件。請(qǐng)參閱圖1。圖1繪示了現(xiàn)有技術(shù)中橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。如圖1所示，習(xí)知橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件通常是設(shè)置于一P型半導(dǎo)體基底10 內(nèi)，且P型半導(dǎo)體基底10中另包括一 N型漂移區(qū)11以及一 P型基體區(qū)12設(shè)于N型漂移區(qū)11中。N型源極區(qū)13則設(shè)置于P型基體區(qū)12內(nèi)，而N型漏極區(qū)14是設(shè)置于N型漂移區(qū)11內(nèi)且位于N型源極區(qū)13的一側(cè)。并且，N型源極區(qū)13上設(shè)置一源極15，N型漏極區(qū) 14上設(shè)置一漏極16，且一柵極17設(shè)置于源極15與漏極16之間。此外，一場(chǎng)氧化層(field oxide, FOX) 18設(shè)置于N型漂移區(qū)11上且位于柵極17與漏極16之間。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，大多是利用增加漏極附近的漂移區(qū)長(zhǎng)度或是額外設(shè)置場(chǎng)氧化層，來(lái)增加組件的耐壓能力。然而，增加組件的橫向延伸長(zhǎng)度，不但會(huì)降低組件的集成度，而且會(huì)增加組件的導(dǎo)通電阻，進(jìn)而導(dǎo)致功率的耗損。因此，為改良橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)又發(fā)展一種垂直結(jié)構(gòu)的溝道式半導(dǎo)體組件，其雖然可以降低導(dǎo)通電阻，但是卻具有較大的柵極與漏極間電容 (gate-to-draincapacitance, Cgd)。故當(dāng)垂直結(jié)構(gòu)的溝道式半導(dǎo)體組件應(yīng)用于切換組件時(shí)，這種具有較大的柵極與漏極間電容的特性，便會(huì)增加切換期間的電壓瞬時(shí)時(shí)間，且會(huì)影響切換功率損耗。因此，提供一種同時(shí)考慮電容特性與導(dǎo)通電阻的半導(dǎo)體功率組件實(shí)為產(chǎn)業(yè)界的一大課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的的一在于提供一種溝道式半導(dǎo)體組件與其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所面臨的問題。本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例提供一種溝道式半導(dǎo)體組件。上述溝道式半導(dǎo)體組件包括一基底、一柵極介電層、一柵極多晶硅層、一源極區(qū)、一漏極區(qū)、一基體區(qū)、一第一漏極接觸插塞、一源極多晶硅層、一絕緣層、以及一源極金屬層。其中，基底具有一上表面與一下表面。柵極介電層設(shè)置于基底的上表面上，而柵極多晶硅層設(shè)置于柵極介電層上。源極區(qū)與漏極區(qū)均具有一第一導(dǎo)電類型，并分別設(shè)置于柵極多晶硅層的相對(duì)兩側(cè)的基底中?；w區(qū)具有一第二導(dǎo)電類型，且包覆源極區(qū)并延伸至柵極多晶硅層下方的基底中。再者，第一漏極接觸插塞設(shè)置于漏極區(qū)相對(duì)于源極區(qū)的一側(cè)的基底中，且第一漏極接觸插塞與漏極區(qū)相接觸。源極多晶硅層設(shè)置于漏極區(qū)上方的柵極介電層上。并且，絕緣層設(shè)置于基底上，并覆蓋柵極多晶硅層、源極多晶硅層以與門極介電層，且源極金屬層設(shè)置于絕緣層上。本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例提供一種溝道式半導(dǎo)體組件。上述溝道式半導(dǎo)體組件包括一基底、一柵極介電層、一柵極多晶硅層、一源極區(qū)、一漏極區(qū)、一基體區(qū)、一第一漏極接觸插塞、一溝道、以及一第一漏極金屬層。其中，基底具有一上表面與一下表面。柵極介電層設(shè)置于基底的上表面上，而柵極多晶硅層設(shè)置于柵極介電層上。源極區(qū)與漏極區(qū)均具有一第一導(dǎo)電類型，并分別設(shè)置于柵極多晶硅層的相對(duì)兩側(cè)的基底中?；w區(qū)具有一第二導(dǎo)電類型，且包覆源極區(qū)并延伸至柵極多晶硅層下方的基底中。再者，第一漏極接觸插塞設(shè)置于漏極區(qū)相對(duì)于源極區(qū)的一側(cè)的基底中，且第一漏極接觸插塞與漏極區(qū)相接觸。此外，溝道設(shè)置于鄰近下表面的基底中且位于第一漏極接觸插塞的下方。并且，第一漏極金屬層設(shè)置于基底的下表面上并填滿溝道，且第一漏極金屬層與第一漏極接觸插塞電性連接。本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，利用于漏極區(qū)上方的柵極介電層上設(shè)置源極多晶硅層作為場(chǎng)板，用以降低表面電場(chǎng)，進(jìn)而改善橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的耐壓能力，使其具有較高的崩潰電壓。并且，源極多晶硅層可有效的提高漏極與源極間電容，進(jìn)而提升輸出電容。再者，本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，可有效的減少柵極與漏極間電容，進(jìn)而降低輸入電容與反向轉(zhuǎn)移電容。另外，通過本發(fā)明的第一漏極接觸插塞，可有效的改善漏極與源極間導(dǎo)通電阻，進(jìn)而降低功率的耗損，并且可以有效的減少橫向的延伸長(zhǎng)度，進(jìn)而增加組件的集成度。


圖1繪示了現(xiàn)有技術(shù)中橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。圖2繪示了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。圖3繪示了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件最基本單元的剖面示意圖。圖4繪示了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例另一實(shí)施態(tài)樣的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。圖5與圖6分別繪示了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的多組實(shí)施態(tài)樣的剖面示意圖。圖7與圖8分別繪示了本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的多組實(shí)施態(tài)樣的剖面示意圖。圖9繪示了本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。圖10繪示了本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例另一實(shí)施態(tài)樣的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下10 P型半導(dǎo)體基底11N型漂移區(qū)
12P型基體區(qū)13N型源極區(qū)
14N型漏極區(qū)15源極
16漏極17柵極
18場(chǎng)氧化層20基底
201上表面202下表面
203幕晶層204基底層
205溝道206深摻雜區(qū)
211柵極介電層212絕緣層
221柵極多晶硅層222源極多晶硅層
23源極區(qū)24漏極區(qū)
241輕摻雜漏極區(qū)242重?fù)诫s漏極區(qū)
243深漏極區(qū)25基體區(qū)
251重?fù)诫s基體區(qū)26第一漏極金屬層
260第二漏極金屬層261第一漏極接觸插
262第二漏極接觸插塞27源極金屬層
271第一源極接觸插塞272第二源極接觸插
具體實(shí)施例方式在說(shuō)明書中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定的組件。所屬領(lǐng)域中普通技術(shù)人員應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來(lái)稱呼同樣的組件。本說(shuō)明書并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)別組件的方式，而是以組件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)別的基準(zhǔn)。在通篇說(shuō)明書所提及的”包括”是一開放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成”包括但不限定于”。此外，，，電性連接” 一詞在此包括任何直接及間接的電性連接手段。因此，文中所描述一第一裝置電性連接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接于該第二裝置，或者該第一裝置可通過其它裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。請(qǐng)參閱圖2，圖2繪示了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。如圖2所示，本優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件包括一基底20、一柵極介電層211、一絕緣層212、一柵極多晶硅層221、一源極多晶硅層222、一源極區(qū)23、一漏極區(qū)M、一基體區(qū)25、一第一漏極接觸插塞沈1、以及一源極金屬層27。基底20 具有一上表面201與一下表面202，而柵極介電層211設(shè)置于基底20的上表面201上，并且柵極多晶硅層221設(shè)置于柵極介電層211上。再者，源極區(qū)23與漏極區(qū)M均具有一第一導(dǎo)電類型，并分別設(shè)置于柵極多晶硅層221的相對(duì)兩側(cè)的基底20中?；w區(qū)25具有一第二導(dǎo)電類型，且設(shè)置于源極區(qū)23與柵極多晶硅層221下方的基底20中。明確地說(shuō)，基體區(qū)25包覆源極區(qū)23并延伸至柵極多晶硅層221下方的基底20中。在本優(yōu)選實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類型為N型，而第二導(dǎo)電類型為P型，但不以此為限，例如于另一優(yōu)選實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類型可為P型，而第二導(dǎo)電類型可為N型。另外，本優(yōu)選實(shí)施例的基底20包括一磊晶層203與一基底層204，且磊晶層203位于鄰近基底20的上表面201的一側(cè)，而基底層204 位于鄰近基底20的下表面202的一側(cè)，并且源極區(qū)23、漏極區(qū)24、與基體區(qū)25均設(shè)置于磊晶層203中。其中，磊晶層203具有第二導(dǎo)電類型，而基底層204具有第一導(dǎo)電類型。明確地說(shuō)，在本優(yōu)選實(shí)施例中，磊晶層203為P型摻雜，而基底層204為N型重?fù)诫s，但不以此為限，而可以視產(chǎn)品需求作調(diào)整。此外，本優(yōu)選實(shí)施例的源極區(qū)23為一重?fù)诫s區(qū)，而漏極區(qū)M包括一輕摻雜漏極 (lightly doped drain, LDD)區(qū) 241、一重?fù)诫s漏極(heavily doped drain)區(qū) 242、以及一深漏極(de印drain)區(qū)M3。其中，輕摻雜漏極區(qū)Ml的一面為基底20的上表面201。 并且，重?fù)诫s漏極區(qū)242設(shè)置于基底20中，并且重?fù)诫s漏極區(qū)242分別與輕摻雜漏極區(qū)241 以及第一漏極接觸插塞261相接觸。再者，深漏極區(qū)243設(shè)置于重?fù)诫s漏極區(qū)242 —側(cè)的基底20中，并且深漏極區(qū)243分別與重?fù)诫s漏極區(qū)M2、輕摻雜漏極區(qū)241以及第一漏極接觸插塞261相接觸。另外，本優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件包括一重?fù)诫s基體區(qū)251，具有第二導(dǎo)電類型，且設(shè)置于源極區(qū)23下方的基體區(qū)25中。值得注意的是， 漏極區(qū)M內(nèi)輕摻雜漏極區(qū)Ml、重?fù)诫s漏極區(qū)對(duì)2、與深漏極區(qū)243的位置可以有不同的設(shè)置型式，故圖2分別在左半部(A)與右半部(B)繪示兩種不同的漏極區(qū)M內(nèi)設(shè)置型式。再者，圖2與后續(xù)具有左半部(A)與右半部(B)的圖示，主要用來(lái)說(shuō)明不同的實(shí)施態(tài)樣，并繪示于同一圖中，以利差異的比較。由于左半部㈧與右半部⑶具有不同的漏極區(qū)對(duì)，故于制作工藝上需分別制作。如圖2所示，左半部(A)與右半部(B)主要的差異在于漏極區(qū) 24中各組成對(duì)象的相對(duì)位置，左半部(A)的輕摻雜漏極區(qū)241與重?fù)诫s漏極區(qū)M2皆鄰接基底20的上表面201，且重?fù)诫s漏極區(qū)242及深漏極區(qū)243均與第一漏極接觸插塞261直接接觸，而右半部(B)的重?fù)诫s漏極區(qū)242的設(shè)置位置則直接接觸第一漏極接觸插塞沈1， 使輕摻雜漏極區(qū)241與深漏極區(qū)243均通過重?fù)诫s漏極區(qū)242來(lái)電連接第一漏極接觸插塞 261。再如圖2所示，源極多晶硅層222設(shè)置于漏極區(qū)M上方的柵極介電層211上。在第一優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)相臨柵極多晶硅層221之間僅設(shè)置一個(gè)源極多晶硅層222。其中， 源極多晶硅層222是與柵極多晶硅層221同時(shí)形成，亦即此二者利用同一道光刻工藝對(duì)同一層多晶硅層(圖未示)來(lái)進(jìn)行圖案轉(zhuǎn)移制成的。此外，請(qǐng)參閱圖3，圖3繪示了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件最基本單元的剖面示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件最基本單元可包括一柵極介電層211、一柵極多晶硅層221、一源極區(qū)23、一漏極區(qū)M、一基體區(qū)25、一第一漏極接觸插塞沈1、一源極多晶硅層222等，即可有效運(yùn)作。而在圖2所示的優(yōu)選實(shí)施例中，左半部(A)與右半部(B)所繪示的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的實(shí)施例，則分別共享一漏極接觸插塞與一源極多晶硅層，亦即每一個(gè)橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件均包括二柵極介電層211、二柵極多晶硅層221、二源極區(qū)23、二漏極區(qū)對(duì)、二基體區(qū)25、一第一漏極接觸插塞沈1、一源極多晶硅層222等，而約略以第一漏極接觸插塞為軸心呈對(duì)稱設(shè)置。明確地說(shuō)，在每一個(gè)橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件中，源極多晶硅層 222設(shè)置在兩個(gè)漏極區(qū)M與一個(gè)第一漏極接觸插塞的上方。因此，源極多晶硅層222 可以作為一場(chǎng)板(Field plate)，用以降低表面電場(chǎng)，進(jìn)而改善本發(fā)明橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的耐壓能力，使其具有較高的崩潰電壓。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，絕緣層212設(shè)置于基底20上，并覆蓋柵極多晶硅層221、源極多晶硅層222以與門極介電層211，且源極金屬層27設(shè)置于絕緣層212上。另外，本優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件另包括一第一源極接觸插塞271與一第二源極接觸插塞272，其中第一源極接觸插塞271貫穿絕緣層212以電性連接源極金屬層27與源極區(qū)23，而第二源極接觸插塞272貫穿絕緣層212以電性連接源極金屬層27與源極多晶硅層222。據(jù)此，設(shè)置于漏極區(qū)M上方的源極多晶硅層222具有與源極金屬層27相同的電壓值，且源極多晶硅層222與漏極區(qū)M之間僅隔著一層厚度很薄的柵極介電層211。因此，通過源極多晶硅層222的設(shè)置，本發(fā)明又可有效的提高橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的漏極與源極間電容(drain-to-source capacitance，Cds)，進(jìn)而提升輸出電容(output capacitance, Coss)。所以，相較于現(xiàn)有技術(shù)中的垂直結(jié)構(gòu)(vertical)的溝道式半導(dǎo)體組件，本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，可有效的減少柵極與漏極間電容，進(jìn)而降低 ^A(input capacitance,Ciss)(reverse transfer capacitance,
Crss)。當(dāng)橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件應(yīng)用于切換組件時(shí)，柵極與漏極間電容決定了切換期間的電壓瞬時(shí)時(shí)間，且會(huì)影響切換功率損耗，據(jù)此，本發(fā)明具有較低的柵極與漏極間電容，可有效提高切換速度且減少功率損耗。此外，如圖2所示，第一漏極接觸插塞261設(shè)置于漏極區(qū)M相對(duì)于源極區(qū)23的一側(cè)的基底20中，且第一漏極接觸插塞261與漏極區(qū)對(duì)相接觸。再者，本優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件另包括一溝道205與一第一漏極金屬層26。其中，溝道205設(shè)置于鄰近下表面202的基底20中，且位于第一漏極接觸插塞的下方。并且，第一漏極金屬層26設(shè)置于基底20的下表面202上并填滿溝道205，且第一漏極金屬層沈與凸進(jìn)于溝道205的第一漏極接觸插塞電性連接。明確地說(shuō)，本發(fā)明通過溝道205的設(shè)置，而使第一漏極接觸插塞261直接延伸進(jìn)入第一漏極金屬層沈中。值得注意的是，本發(fā)明可具有多個(gè)第一漏極接觸插塞261，且第一漏極金屬層沈與多個(gè)第一漏極接觸插塞261電性連接。另外，在本優(yōu)選實(shí)施例中，第一源極接觸插塞271與一第二源極接觸插塞272的材料可以是鎢，而第一漏極接觸插塞261的材料可以是鎢或鋁等，并且第一漏極金屬層沈的材料可以是銅、鎢、或銀等，但不以此為限，而可依照產(chǎn)品規(guī)格與制作工藝需求選用其它導(dǎo)電材料。因此，本發(fā)明即可通過第一漏極接觸插塞261來(lái)有效的改善漏極與源極間導(dǎo)通電阻(drain-to-source on-resistance, Rdson)，進(jìn)而降低功率的耗損。相較于現(xiàn)有技術(shù)中的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，本發(fā)明利用第一漏極接觸插塞261的設(shè)置，可以有效的減少橫向的延伸長(zhǎng)度，進(jìn)而增加組件的集成度。再者，本發(fā)明設(shè)置于基底20的下表面201 上的第一漏極金屬層沈，可以通過溝道205的設(shè)置，使第一漏極金屬層沈與第一漏極接觸插塞261直接接觸，并加大其接觸的有效面積，進(jìn)一步降低漏極與源極間導(dǎo)通電阻。本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件并不以上述實(shí)施例為限，而具有其它不同的實(shí)施態(tài)樣。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明并易于比較，在下文的數(shù)個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于相同組件沿用相同的符號(hào)來(lái)表示，并且主要針對(duì)差異處進(jìn)行說(shuō)明，相同的地方不再贅述。此外，圖示亦是利用左半部(A)與右半部(B)來(lái)分別示意本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的其它優(yōu)選實(shí)施例，且每一個(gè)例示的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件均共享漏極接觸插與源極多晶硅層。同樣地，不共享漏極接觸插與源極多晶硅層的最基本單元亦應(yīng)屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。請(qǐng)參閱圖4，圖4繪示了本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例另一實(shí)施態(tài)樣的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的剖面示意圖，其中圖4與圖2的差異在于漏極區(qū)M內(nèi)輕摻雜漏極區(qū)Ml、 重?fù)诫s漏極區(qū)對(duì)2、與深漏極區(qū)M3的設(shè)置型式，并且左半部(A)與右半部(B)分別繪示兩種不同的漏極區(qū)對(duì)內(nèi)設(shè)置型式。如圖4所示，左半部(A)與右半部(B)的輕摻雜漏極區(qū)Ml 皆有與第一漏極接觸插塞261直接接觸。相較之下，在圖2中，左半部(A)與右半部(B)的輕摻雜漏極區(qū)241均受到重?fù)诫s漏極區(qū)242的阻隔，而無(wú)法與第一漏極接觸插塞261直接接觸。此外，圖4的左半部(A)與右半部(B)的差異在于，右半部(B)的漏極區(qū)M僅包括輕摻雜漏極區(qū)241與重?fù)诫s漏極區(qū)對(duì)2，而并沒有設(shè)置深漏極區(qū)M3。請(qǐng)參閱圖5與圖6。圖5與圖6分別繪示了本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的多組實(shí)施態(tài)樣的剖面示意圖。如圖5與圖6所示，第二優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件與圖2與圖4所示第一優(yōu)選實(shí)施例的主要差異在于，第二優(yōu)選實(shí)施例另外包括一第二漏極金屬層260與一第二漏極接觸插塞沈2。其中，第二漏極金屬層260設(shè)置于絕緣層212上，而第二漏極接觸插塞262貫穿絕緣層212，以電性連接第二漏極金屬層260與第一漏極接觸插塞沈1。再者，由于第二漏極接觸插塞沈2的設(shè)置，從圖5與圖6的剖面示意圖來(lái)看，第二優(yōu)選實(shí)施例的源極多晶硅層222被分為兩個(gè)源極多晶硅層222。值得注意的是，從俯視圖(圖未示)的角度，兩個(gè)源極多晶硅層222可以是彼此相連或彼此不相連。以彼此不相連的情況為例，可于第二優(yōu)選實(shí)施例的源極多晶硅層222 中形成一孔洞(圖未示)，使第二漏極接觸插塞沈2能穿過源極多晶硅層222，但其剖面圖仍為兩個(gè)分開的源極多晶硅層222。請(qǐng)參閱圖7與圖8，圖7與圖8分別繪示了本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的多組實(shí)施態(tài)樣的剖面示意圖。其中，本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例與第一優(yōu)選實(shí)施例的主要差異在于，第三優(yōu)選實(shí)施例的磊晶層203與一基底層204具有相同的導(dǎo)電類型，且基體區(qū)25的設(shè)置位置有部分的變動(dòng)。如圖7與圖8所示，磊晶層203具有與源極區(qū)23以及漏極區(qū)M相同的第一導(dǎo)電類型，而基底層204亦具有第一導(dǎo)電類型。明確地說(shuō)，在第三優(yōu)選實(shí)施例中，磊晶層203為N型輕摻雜，而基底層204亦為N型重?fù)诫s，但不以此為限，而可以視產(chǎn)品需求作調(diào)整。再者，在第三優(yōu)選實(shí)施例中，具有第二導(dǎo)電類型的基體區(qū)25雖相似于第一優(yōu)選實(shí)施例，也就是同樣包覆源極區(qū)23并延伸至柵極多晶硅層221下方的基底20中。但是，第三優(yōu)選實(shí)施例的基體區(qū)25僅設(shè)置于部分柵極多晶硅層221的下方。明確地說(shuō)，第三優(yōu)選實(shí)施例的磊晶層203延伸通過源極區(qū)23與漏極區(qū)M之間并直接接觸柵極介電層211，而占據(jù)了部分柵極多晶硅層221下方的空間。此夕卜，由于磊晶層203與漏極為相同導(dǎo)電類型，例如同為N型，因此圖7與圖8的漏極區(qū)M亦亦可以具有不同的配置型式。如圖7所示，圖7左半部(A)的漏極區(qū)M與圖 2的左半部(A)相同，而圖7右半部(B)的漏極區(qū)M僅包括輕摻雜漏極區(qū)241與重?fù)诫s漏極區(qū)對(duì)2，而未包括左半部(A)的深漏極區(qū)M3。如圖8左半部(A)所示，漏極區(qū)M同樣僅包括輕摻雜漏極區(qū)241與重?fù)诫s漏極區(qū)M2，但其與圖7右半部(B)的差異在于，圖8左半部(A)的重?fù)诫s漏極區(qū)M2由基底20的上表面201延伸至基底層204。如圖8右半部(B) 所示，漏極區(qū)M僅包括輕摻雜漏極區(qū)對(duì)1，而未設(shè)置圖7左半部(A)的重?fù)诫s漏極區(qū)242或深漏極區(qū)對(duì)3。請(qǐng)參閱圖9與圖10。圖9與圖10分別繪示了本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的二實(shí)施態(tài)樣的剖面示意圖。其中，本發(fā)明第四優(yōu)選實(shí)施例與前述優(yōu)選實(shí)施例的差異在于，第四優(yōu)選實(shí)施例的基底20不需要額外設(shè)置前述各優(yōu)選實(shí)施例的磊晶層203。如圖9所示，此優(yōu)選實(shí)施例的基底20具有與源極區(qū)23以及漏極區(qū)M相同的第一導(dǎo)電類型。并且，基底20另包括一深摻雜區(qū)206，具有第二導(dǎo)電類型，且源極區(qū)23、漏極區(qū)M與基體區(qū)25均設(shè)置于深摻雜區(qū)206中。明確地說(shuō)，在本優(yōu)選實(shí)施例中，基底20為 N型摻雜，而深摻雜區(qū)206為P型摻雜。如圖10所示，此優(yōu)選實(shí)施例的基底20具有與源極區(qū)23以及漏極區(qū)對(duì)相異的第二導(dǎo)電類型。并且，漏極區(qū)M的深漏極區(qū)M3由輕摻雜漏極區(qū)241與重?fù)诫s漏極區(qū)M2向下延伸而接觸溝道205內(nèi)的第一漏極金屬層26。因此，第四優(yōu)選實(shí)施例不需要于基底20中形成一磊晶層，可以減少制作磊晶層的成本，進(jìn)而降低組件制作成本。綜上所述，本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，利用于漏極區(qū)上方的柵極介電層上設(shè)置源極多晶硅層作為場(chǎng)板，用以降低表面電場(chǎng)，進(jìn)而改善橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的耐壓能力，使其具有較高的崩潰電壓。并且，此源極多晶硅層可有效的提高漏極與源極間電容，進(jìn)而提升輸出電容。相較于現(xiàn)有技術(shù)中的垂直結(jié)構(gòu)的溝道式半導(dǎo)體組件，本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，可有效的減少柵極與漏極間電容，進(jìn)而降低輸入電容與反向轉(zhuǎn)移電容。另外，通過本發(fā)明的第一漏極接觸插塞，可有效的改善漏極與源極間導(dǎo)通電阻，進(jìn)而降低功率的耗損，并且可以有效的減少橫向的延伸長(zhǎng)度，進(jìn)而增加組件的集成度。再者，本發(fā)明又可以通過溝道的設(shè)置，使第一漏極接觸插塞與設(shè)置于基底的下表面的第一漏極金屬層直接接觸并增加其接觸的有效面積，進(jìn)一步降低漏極與源極間導(dǎo)通電阻。此外，本發(fā)明的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件可以不需要于基底上形成一磊晶層，用以減少制作磊晶層的成本，進(jìn)而降低組件制作成本。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
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權(quán)利要求
1.一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，包括一基底，具有一上表面與一下表面；一柵極介電層，設(shè)置于該基底的該上表面上；一柵極多晶硅層，設(shè)置于該柵極介電層上；一源極區(qū)與一漏極區(qū)，均具有一第一導(dǎo)電類型，并分別設(shè)置于該柵極多晶硅層的相對(duì)兩側(cè)的該基底中；一基體區(qū)，具有一第二導(dǎo)電類型，包覆該源極區(qū)并延伸至該柵極多晶硅層下方的該基底中；一第一漏極接觸插塞，設(shè)置于該漏極區(qū)相對(duì)于該源極區(qū)的一側(cè)的該基底中，且該第一漏極接觸插塞與該漏極區(qū)相接觸；一源極多晶硅層，設(shè)置于該漏極區(qū)上方的該柵極介電層上一絕緣層，設(shè)置于該基底上并覆蓋該柵極多晶硅層、該源極多晶硅層以及該柵極介電層；以及一源極金屬層，設(shè)置于該絕緣層上。
2.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，另包括一第一源極接觸插塞，貫穿該絕緣層，以電性連接該源極金屬層與該源極區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，另包括一第二源極接觸插塞，設(shè)置于該絕緣層中，以電性連接該源極金屬層與該源極多晶硅層。
4.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，另包括一溝道設(shè)置于鄰近該下表面的該基底中且位于該第一漏極接觸插塞的下方。
5.如權(quán)利要求4所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，另包括一第一漏極金屬層設(shè)置于該基底的該下表面上并填滿該溝道，且該第一漏極金屬層與該第一漏極接觸插塞電性連接。
6.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，另包括一第二漏極金屬層設(shè)置于該絕緣層上。
7.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，另包括一第二漏極接觸插塞，貫穿該絕緣層，以電性連接該第二漏極金屬層與該第一漏極接觸插塞。
8.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，另包括一重?fù)诫s基體區(qū)，具有該第二導(dǎo)電類型，設(shè)置于該源極區(qū)下方的該基體區(qū)中。
9.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該漏極區(qū)包括一輕摻雜漏極區(qū)，且該輕摻雜漏極區(qū)的一面為該基底的該上表面。
10.如權(quán)利要求9所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該漏極區(qū)另包括一重?fù)诫s漏極區(qū)，且該重?fù)诫s漏極區(qū)分別與該輕摻雜漏極區(qū)以及該第一漏極接觸插塞相接觸。
11.如權(quán)利要求10所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該漏極區(qū)另包括一深漏極區(qū)，且該深漏極區(qū)設(shè)置于該重?fù)诫s漏極區(qū)的一側(cè)，并且該深漏極區(qū)分別與該重?fù)诫s漏極區(qū)以及該輕摻雜漏極區(qū)相接觸。
12.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該基底具有該第一導(dǎo)電類型。
13.如權(quán)利要求12所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該基底另包括一深摻雜區(qū)，具有該第二導(dǎo)電類型，且該漏極區(qū)與該基體區(qū)均設(shè)置于深摻雜區(qū)中。
14.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該基底具有該第二導(dǎo)電類型。
15.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該基底包括一磊晶層與一基底層，且該磊晶層位于鄰近該基底的該上表面的一側(cè)，而該基底層位于鄰近該基底的該下表面的一側(cè)，并且該源極區(qū)、該漏極區(qū)、與該基體區(qū)設(shè)置于該磊晶層中。
16.如權(quán)利要求15所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該磊晶層具有該第二導(dǎo)電類型，而該基底層具有該第一導(dǎo)電類型。
17.如權(quán)利要求15所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，該磊晶層具有該第一導(dǎo)電類型，而該基底層具有該第一導(dǎo)電類型。
18.一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件，其特征在于，包括一基底，具有一上表面與一下表面；一柵極介電層，設(shè)置于該基底的該上表面上；一柵極多晶硅層，設(shè)置于該柵極介電層上；一源極區(qū)與一漏極區(qū)，均具有一第一導(dǎo)電類型，并分別設(shè)置于該柵極多晶硅層的相對(duì)兩側(cè)的該基底中；一基體區(qū)，具有一第二導(dǎo)電類型，包覆該源極區(qū)并延伸至該柵極多晶硅層下方的該基底中；一第一漏極接觸插塞，設(shè)置于該漏極區(qū)相對(duì)于該源極區(qū)的一側(cè)的該基底中，且該第一漏極接觸插塞與該漏極區(qū)相接觸；一溝道，設(shè)置于鄰近該下表面的該基底中且位于該第一漏極接觸插塞的下方；以及一第一漏極金屬層，設(shè)置于該基底的該下表面上并填滿該溝道，且該第一漏極金屬層與該第一漏極接觸插塞電性連接。
19.一種具有多個(gè)如權(quán)利要求18所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該半導(dǎo)體裝置包括多個(gè)第一漏極接觸插塞；以及一第一漏極金屬層，設(shè)置于該基底的該下表面上，且該第一漏極金屬層與該多個(gè)第一漏極接觸插塞電性連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件。上述橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體組件包括一基底、一柵極介電層、一柵極多晶硅層、一源極區(qū)、一漏極區(qū)、一基體區(qū)、一第一漏極接觸插塞、一源極多晶硅層、一絕緣層、以及一源極金屬層。其中，利用于漏極區(qū)上方的柵極介電層上設(shè)置源極多晶硅層作為場(chǎng)板，用以提升崩潰電壓，并且可以提高漏極與源極間電容。另外，通過本發(fā)明的第一漏極接觸插塞，可以有效的減少漏極與源極間導(dǎo)通電阻與橫向的延伸長(zhǎng)度，進(jìn)而降低功率的耗損且增加組件的集成度。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102299179SQ201010219200
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者李柏賢, 林偉捷, 林家福, 陳和泰 申請(qǐng)人:大中積體電路股份有限公司