本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法等。

背景技術(shù)：

例如，作為電路元件而使用一種如下的半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置搭載有利用mos(metaloxidesemiconductor：金屬氧化物半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)而形成的電容器(mos電容器)。一直以來(lái)，mos電容器由在半導(dǎo)體基板上隔著柵絕緣膜所形成的柵電極和夾著柵絕緣膜而與柵電極對(duì)置的基板區(qū)域(在下文中也稱為“電極區(qū)域”)構(gòu)成。

然而，當(dāng)與形成mos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基板區(qū)域同樣地使用雜質(zhì)濃度較低的基板區(qū)域來(lái)構(gòu)成mos電容器時(shí)，通過(guò)被施加在柵電極上的電壓的反轉(zhuǎn)而在電極區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生耗盡層從而形成反轉(zhuǎn)電容。由此，mos電容器的總電容表現(xiàn)為根據(jù)柵絕緣膜以及柵電極的形狀而確定的電容與反轉(zhuǎn)電容的串聯(lián)連接，從而變得具有電壓依賴性。

通常情況下，在電路設(shè)計(jì)中，具有電壓依賴性的電容難以使用，從而期望不具有電壓依賴性的電容。因此，通過(guò)提高電極區(qū)域中的雜質(zhì)濃度，從而避免或降低mos電容器的電容的電壓依賴性，以實(shí)現(xiàn)即使向柵電極施加電壓也不會(huì)在電極區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生耗盡層。

然而，如果電極區(qū)域中的雜質(zhì)濃度過(guò)高，則在對(duì)半導(dǎo)體基板的表面進(jìn)行氧化從而形成柵絕緣膜時(shí)，將會(huì)發(fā)生氧化膜異常地生長(zhǎng)而使mos電容器的電容變小、或者柵絕緣膜的耐壓降低這樣的品質(zhì)下降的情況。因此，mos電容器的電極區(qū)域中的雜質(zhì)濃度存在最佳值。

此外，作為半導(dǎo)體裝置的電路元件，有時(shí)會(huì)形成齊納二極管。齊納二極管由高濃度的p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)與n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)之間的pn結(jié)構(gòu)成。通常情況下，使構(gòu)成mos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極或漏極的p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)和n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)接合，從而形成pn結(jié)。但是，當(dāng)擊穿電壓的規(guī)格不同的情況下，需要對(duì)形成pn結(jié)的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

作為關(guān)聯(lián)的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)有一種減少了電壓依賴性的mos電容器。該mos電容器的特征在于，被形成在同時(shí)具有p溝道m(xù)os晶體管和n溝道m(xù)os晶體管的cmos(complementarymetaloxidesemiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)設(shè)備上，并且在位于構(gòu)成mos電容器的絕緣膜下方的半導(dǎo)體區(qū)域內(nèi)，以與絕緣膜鄰接的方式而形成與半導(dǎo)體區(qū)域相同的導(dǎo)電型的高濃度區(qū)域。

然而，為了實(shí)現(xiàn)多樣的電路，要求將具有所需的擊穿電壓的齊納二極管或減少了電容的電壓依賴性的電容器混裝在半導(dǎo)體裝置上。另一方面，如果欲將多個(gè)不同種類的電路元件混裝在半導(dǎo)體裝置上，則會(huì)增加為了各個(gè)電路元件而專門(mén)地形成雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)等的工序，從而隨著掩膜的張數(shù)或工序數(shù)的增加而使半導(dǎo)體裝置的制造成本上升。

因此，本發(fā)明的第一方式提供一種為了實(shí)現(xiàn)多樣的電路而混裝有具有所需的擊穿電壓的齊納二極管或減少了電容的電壓依賴性的電容器的半導(dǎo)體裝置。此外，本發(fā)明的第二方式提供一種在不過(guò)于增加制造工序的條件下制造出混裝有具有所需的擊穿電壓的齊納二極管或減少了電容的電壓依賴性的電容器的半導(dǎo)體裝置的方法。

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2000-340674號(hào)公報(bào)(第0005-0007段、圖8)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一方式所涉及的半導(dǎo)體裝置具備：半導(dǎo)體層；第一導(dǎo)電型的第一阱，其被配置在半導(dǎo)體層的第一區(qū)域內(nèi)；第一導(dǎo)電型的第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)，其被配置在第一阱中；第一導(dǎo)電型的第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)，其被配置在半導(dǎo)體層的第二區(qū)域內(nèi)；絕緣膜，其被配置在第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)上；電極，其被配置在絕緣膜上；第二導(dǎo)電型的第三雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)，其被配置在至少第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域上。另外，在本申請(qǐng)中，半導(dǎo)體層既可以為半導(dǎo)體基板，也可以為被配置在半導(dǎo)體基板上的外延層等。此外，既可以采用第一導(dǎo)電型為n型且第二導(dǎo)電型為p型的方式，也可以采用第一導(dǎo)電型為p型且第二導(dǎo)電型為n型的方式。

根據(jù)本發(fā)明的第一方式，將第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)設(shè)為陰極或陽(yáng)極區(qū)的一部分，并且將第三雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)設(shè)為陽(yáng)極或陰極區(qū)，從而構(gòu)成垂直型的齊納二極管。此外，將第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)設(shè)為第一電極，并且將被配置在絕緣膜上的電極設(shè)為第二電極，從而構(gòu)成電容器。

以此方式，根據(jù)本發(fā)明的第一方式，將具有主要決定擊穿電壓的第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的垂直型的齊納二極管、和具有減少電容的電壓依賴性的第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的電容器混裝在同一半導(dǎo)體裝置上，從而能夠?qū)崿F(xiàn)多樣的電路。

該半導(dǎo)體裝置也可以采用如下方式，即，還具備在半導(dǎo)體層中以包圍第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的方式而被配置的至少一個(gè)阱。例如，通過(guò)在半導(dǎo)體層上設(shè)置包圍第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的第二導(dǎo)電型的第二阱、和包圍第二阱的第一導(dǎo)電型的第三阱，從而能夠提高電容器的第一電極的絕緣特性。

此外，該半導(dǎo)體裝置也可以采用如下方式，即，還具備：第二導(dǎo)電型的半導(dǎo)體基板，其上配置有半導(dǎo)體層；第一導(dǎo)電型的埋入擴(kuò)散層，其被配置在半導(dǎo)體基板中；第一導(dǎo)電型的第四雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)，其被配置在半導(dǎo)體層中，并且在埋入擴(kuò)散層上于俯視觀察時(shí)包圍半導(dǎo)體層的第一區(qū)域。埋入擴(kuò)散層以及第四雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)構(gòu)成垂直型的齊納二極管的陰極或陽(yáng)極區(qū)域的一部分，并且能夠提高元件隔離特性。

本發(fā)明的第二方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法具備：在半導(dǎo)體層的第一區(qū)域內(nèi)形成第一導(dǎo)電型的阱的工序；在阱中形成第一導(dǎo)電型的第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)，同時(shí)，在半導(dǎo)體層的第二區(qū)域內(nèi)形成第一導(dǎo)電型的第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的工序；在第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)內(nèi)形成絕緣膜的工序；在絕緣膜上形成電極的工序；在至少第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)上形成第二導(dǎo)電型的第三雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的工序。

根據(jù)本發(fā)明的第二方式，將第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)設(shè)為陰極或陽(yáng)極區(qū)的一部分，將第三雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)設(shè)為陽(yáng)極或陰極區(qū)，從而形成垂直型的齊納二極管。此外，將第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)設(shè)為第一電極，將被配置在絕緣膜上的電極設(shè)為第二電極，從而形成電容器。

以此方式，根據(jù)本發(fā)明的第二方式，主要決定垂直型的齊納二極管的擊穿電壓的第一雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)、和減少電容器的電容的電壓依賴性的第二雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)在同一工序中且在同一條件下形成。因此，能夠在不過(guò)于增加制造工序的條件下，提供一種混裝有具有所需的擊穿電壓的齊納二極管、或減少了電容的電壓依賴性的電容器的半導(dǎo)體裝置。

附圖說(shuō)明

圖1為表示被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第一示例的圖。

圖2為表示被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第二示例的圖。

圖3為表示被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第三示例的圖。

圖4為表示被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第四示例的圖。

圖5a為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第一示例的制造工序的剖視圖。

圖5b為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第一示例的制造工序的剖視圖。

圖6a為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第二示例的制造工序的剖視圖。

圖6b為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第二示例的制造工序的剖視圖。

圖7a為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第三示例的制造工序的剖視圖。

圖7b為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第三示例的制造工序的剖視圖。

圖8a為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第四示例的制造工序的剖視圖。

圖8b為被搭載于半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第四示例的制造工序的剖視圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，參照附圖而對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，在相同的結(jié)構(gòu)要素上標(biāo)注相同的參照符號(hào)，并省略重復(fù)說(shuō)明。

半導(dǎo)體裝置

雖然本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置混裝有多個(gè)不同種類的電路元件，但在下文中，參照?qǐng)D1～圖4而對(duì)這些電路元件的示例進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖1～圖4所示的多個(gè)不同種類的電路元件被配置在同一基底基板10上。

圖1為表示被搭載于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第一示例的圖。圖1的左側(cè)表示垂直型的npn雙極性晶體管，而圖1的右側(cè)表示橫向型的pnp雙極性晶體管。此外，圖1(a)為剖視圖，圖1(b)為俯視圖。但是，在圖1(b)中省略了場(chǎng)氧化膜。

如圖1所示，該半導(dǎo)體裝置包括p型的基底基板(半導(dǎo)體基板)10、在基底基板10上以使p型的半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)的方式而被配置的p型的外延層(半導(dǎo)體層)20。作為基底基板10以及外延層20的材料而例如使用硅(si)。外延層(半導(dǎo)體層)20也可以為n型。

在形成有垂直型的npn雙極性晶體管的元件區(qū)域(圖1的左側(cè))中，半導(dǎo)體裝置包括被配置在基底基板10中的n型的埋入擴(kuò)散層11a以及p型的埋入擴(kuò)散層11b。埋入擴(kuò)散層11a以及11b的一部分也可以向外延層20延伸。

此外，半導(dǎo)體裝置包括，被配置在n型的埋入擴(kuò)散層11a上的外延層20的預(yù)定的區(qū)域內(nèi)的較深的n阱41、被配置在n阱41中的p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51以及較淺的n阱61、在配置于外延層20中被配置于n阱41的外側(cè)的p阱60。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51構(gòu)成垂直型的npn雙極性晶體管的基區(qū)。n阱61與n阱41以及n型的埋入擴(kuò)散層11a一起構(gòu)成垂直型的npn雙極性晶體管的集電區(qū)。

在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域51內(nèi)，配置有n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)71、和具有與p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51相比較高的雜質(zhì)濃度的p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)81。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)71構(gòu)成垂直型的npn雙極性晶體管的發(fā)射區(qū)。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)81構(gòu)成基接觸區(qū)。在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51上隔著絕緣膜(柵絕緣膜)而配置有電極111。絕緣膜以及電極111在形成雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)71以及81時(shí)，作為硬掩膜而被使用。

在n阱61中配置有n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)91。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)91構(gòu)成集電接觸區(qū)。在p阱60中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)101。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)101構(gòu)成基板接觸區(qū)。在雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)81以及91的周圍配置有通過(guò)locos(localoxidationofsilicon：硅局部氧化)法等而被形成的場(chǎng)氧化膜110。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成垂直型的npn雙極性晶體管。

另一方面，在形成了橫向型的pnp雙極性晶體管的元件區(qū)域(圖1的右側(cè))中，半導(dǎo)體裝置包括被配置在基底基板10中的n型的埋入擴(kuò)散層12a以及p型的埋入擴(kuò)散層12b。埋入擴(kuò)散層12a以及12b的一部分也可以向外延層20延伸。

此外，半導(dǎo)體裝置包括：被配置在外延層20中并且在n型的埋入擴(kuò)散層12a上于俯視觀察時(shí)包圍外延層20的預(yù)定的區(qū)域的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)(n塞)32；被配置在外延層20的上述預(yù)定的區(qū)域內(nèi)的較深的n阱42；在外延層20中被配置于n塞32的外側(cè)的p阱60。另外，在本申請(qǐng)中，“俯視觀察”是指，從與外延層20的正面(圖中的上表面)垂直的方向而對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行透視。n塞32與n阱42以及n型的埋入擴(kuò)散層12a一起構(gòu)成橫向型的pnp雙極性晶體管的基區(qū)。

在n塞32中配置有具有與n塞32相比較高的雜質(zhì)濃度的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)72。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)72構(gòu)成基接觸區(qū)。在n阱42中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)82以及92。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)82構(gòu)成橫向型的pnp雙極性晶體管的發(fā)射區(qū)，p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)92構(gòu)成橫向型的pnp雙極性晶體管的集電區(qū)。

在p阱60中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)102。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域102構(gòu)成基板接觸區(qū)。在雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)72、82、92的周圍配置有場(chǎng)氧化膜110。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成橫向型的pnp雙極性晶體管。

圖2為表示被搭載于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第二示例的圖。圖2的左側(cè)表示垂直型的齊納二極管，圖2的右側(cè)表示橫向型的齊納二極管。此外，圖2(a)為剖視圖，圖2(b)為俯視圖。但是，在圖2(b)中省略了場(chǎng)氧化膜。

如圖2所示，在形成了垂直型的齊納二極管的元件區(qū)域(圖2的左側(cè))中，半導(dǎo)體裝置包括被配置在基底基板10中的n型的埋入擴(kuò)散層13a以及p型的埋入擴(kuò)散層13b。埋入擴(kuò)散層13a以及13b的一部分也可以向外延層20延伸。

此外，半導(dǎo)體裝置包括：被配置在外延層20中并且在n型的埋入擴(kuò)散層13a上于并且俯視觀察時(shí)包圍外延層20的預(yù)定的區(qū)域的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)(n塞)33；被配置在外延層20的上述預(yù)定的區(qū)域內(nèi)的較深的n阱43；在外延層20中被配置于n塞33的外側(cè)的p阱60。

在n阱43中配置有n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73，并且在至少n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73上配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)83。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73與n阱43、n塞33、以及n型的埋入擴(kuò)散層13a一起構(gòu)成垂直型的齊納二極管的陰極區(qū)。

n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73的濃度或形狀主要決定垂直型的齊納二極管的擊穿電壓。此外，n型的埋入擴(kuò)散層13a以及n塞33能夠提高元件隔離特性。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)83構(gòu)成垂直型的齊納二極管的陽(yáng)極區(qū)。

n塞33中配置有具有與n塞33相比較高的雜質(zhì)濃度的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)93。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)93構(gòu)成陰極接觸區(qū)。在p阱60中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)103。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)103構(gòu)成基板接觸區(qū)。在雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)83以及93的周圍配置有場(chǎng)氧化膜110。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成垂直型的齊納二極管。圖2所示的垂直型的齊納二極管例如具有7v～10v左右的擊穿電壓。

另一方面，在形成了橫向型的齊納二極管的元件區(qū)域(圖2的右側(cè))內(nèi)，半導(dǎo)體裝置包括被配置在基底基板10中的n型的埋入擴(kuò)散層14a以及p型的埋入擴(kuò)散層14b。埋入擴(kuò)散層14a以及14b的一部分也可以向外延層20延伸。

此外，半導(dǎo)體裝置還可以包括：在外延層20中被配置于n型的埋入擴(kuò)散層14a上的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)(n塞)34a；被配置在外延層20中并且在n型的埋入擴(kuò)散層14a上于俯視觀察時(shí)包圍外延層20的預(yù)定的區(qū)域的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)(n塞)34b。n塞34a以及34b與n型的埋入擴(kuò)散層14a一起構(gòu)成橫向型的齊納二極管的陰極區(qū)。

在n塞34a中配置有具有與n塞34a相比而較高的雜質(zhì)濃度的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)74，在n塞34b中配置有具有與n塞34b相比而較高的雜質(zhì)濃度的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)84。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)74以及84構(gòu)成陰極接觸區(qū)。

另外，半導(dǎo)體裝置包括：被配置在外延層20中與n塞34a相接的區(qū)域內(nèi)的p阱64；在外延層20中被配置于n塞34b的外側(cè)的p阱60。p阱64構(gòu)成橫向型的齊納二極管的陽(yáng)極區(qū)。

在p阱64中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)94。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)94構(gòu)成陽(yáng)極接觸區(qū)。在p阱60中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)104。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)104構(gòu)成基板接觸區(qū)。在雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)74、84、94的周圍配置有場(chǎng)氧化膜110。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成橫向型的齊納二極管。

在此，由于至少n塞34a以及n型的埋入擴(kuò)散層14a具有較高的雜質(zhì)濃度并且被設(shè)置在較寬的區(qū)域內(nèi)，且與具有較低的雜質(zhì)濃度的外延層20相接，因此圖2所示的橫向型的齊納二極管例如具有16v～22v左右的較高的擊穿電壓。

圖3為表示被搭載于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第三示例的圖。圖3的左側(cè)表示cmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管，圖3的右側(cè)表示ld(lateraldouble-diffused)mos場(chǎng)效應(yīng)晶體管。此外，圖3(a)為剖視圖，圖3(b)為俯視圖。但是，在圖3(b)中省略了場(chǎng)氧化膜。

如圖3所示，在形成了cmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的元件區(qū)域(圖3的左側(cè))中，半導(dǎo)體裝置包括被配置在基底基板10中的n型的埋入擴(kuò)散層15a以及p型的埋入擴(kuò)散層15b。埋入擴(kuò)散層15a以及15b的一部分也可以向外延層20延伸。

此外，半導(dǎo)體裝置包括：被配置在n型的埋入擴(kuò)散層15a上的外延層20的預(yù)定的區(qū)域內(nèi)的較深的n阱45；被配置在n阱45中的較淺的n阱65a以及p阱65b；在外延層20中被配置于n阱45的外側(cè)的p阱60。n阱65a構(gòu)成p溝道m(xù)os場(chǎng)效應(yīng)晶體管的背柵極區(qū)，p阱65b構(gòu)成n溝道m(xù)os場(chǎng)效應(yīng)晶體管的背柵極區(qū)。

在n阱65a中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)75a以及85a、和n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)95a。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)75a以及85a構(gòu)成p溝道m(xù)os場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極/漏極區(qū)，n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)95a構(gòu)成背柵極接觸區(qū)。在n阱65a上隔著柵絕緣膜而配置有柵電極115a。

在p阱65b中配置有n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)75b以及85b、和p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域95b。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)75b以及85b構(gòu)成n溝道m(xù)os場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極/漏極區(qū)，p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)95b構(gòu)成背柵極接觸區(qū)。在p阱65b上隔著柵絕緣膜而配置有柵電極115b。

在p阱60中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)105。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)105構(gòu)成基板接觸區(qū)。在雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)75a等的周圍配置有場(chǎng)氧化膜110。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成cmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

另一方面，在形成了ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的元件區(qū)域(圖3的右側(cè))中，半導(dǎo)體裝置包括被配置在基底基板10中的n型的埋入擴(kuò)散層16a以及p型的埋入擴(kuò)散層16b。埋入擴(kuò)散層16a以及16b的一部分也可以向外延層20延伸。

此外，半導(dǎo)體裝置包括：被配置在n型的埋入擴(kuò)散層16a上的外延層20的預(yù)定的區(qū)域內(nèi)的較深的n阱46；被配置在n阱46中的p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56a以及n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56b；在外延層20中被配置于n阱46的外側(cè)的p阱60。

p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56a構(gòu)成ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的體區(qū)。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56b構(gòu)成在ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管中于漏極區(qū)與體區(qū)之間流通有電流的漂移區(qū)、或者漏極區(qū)的一部分。另外，還可以省略n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56b。

在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域56a內(nèi)配置有n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)86、以及具有與p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域56a相比而較高的雜質(zhì)濃度的p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)96。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)86構(gòu)成ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極區(qū)，p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)96構(gòu)成體接觸區(qū)。

在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56b內(nèi)配置有具有與n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56b相比較高的雜質(zhì)濃度的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)76。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)76構(gòu)成ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極區(qū)。在n阱46上隔著絕緣膜(柵絕緣膜或場(chǎng)氧化膜110)而配置有柵電極116。

在p阱60中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)106。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)106構(gòu)成基板接觸區(qū)。在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)76的周圍配置有場(chǎng)氧化膜110。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

圖4為表示被搭載于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第四示例的圖。圖4為表示使用mos結(jié)構(gòu)而形成的電容器。此外，圖4(a)為剖視圖，圖4(b)為俯視圖。但是，在圖4(b)中省略了場(chǎng)氧化膜。

如圖4所示，在形成了電容器的元件區(qū)域中，半導(dǎo)體裝置包括被配置在基底基板10中的n型的埋入擴(kuò)散層17a以及p型的埋入擴(kuò)散層17b。埋入擴(kuò)散層17a以及17b的一部分也可以向外延層20延伸。

此外，半導(dǎo)體裝置包括：被配置在n型的埋入擴(kuò)散層17a上的外延層20的預(yù)定的區(qū)域內(nèi)的較深的n阱47；被配置在n阱47上的較淺的n阱67a以及p阱67b；在外延層20中被配置于n阱47的外側(cè)的p阱60。

在n阱67a中配置有n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)87a。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)87a被用于向n阱67a施加電位。在p阱67b中配置有n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77以及p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)87b。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77構(gòu)成電容器的第一電極bpl，p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)87b被用于向p阱67b施加電位。

在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77內(nèi)配置有具有與n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77相比較高的雜質(zhì)濃度的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)97。n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)97構(gòu)成第一電極的接觸區(qū)。在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77上配置有絕緣膜(柵絕緣膜)，并且在絕緣膜上配置有電極117。電極117構(gòu)成電容器的第二電極tpl。

在p阱60中配置有p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)107。p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)107構(gòu)成基板接觸區(qū)。在雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)87a以及87b的周圍配置有場(chǎng)氧化膜110。通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成電容器。

在此，p阱67b在外延層20中以包圍n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77的方式而被配置。此外，n阱47以及67a在外延層20中以包圍p阱67b的方式而被配置。以此方式，通過(guò)在外延層20中設(shè)置包圍n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77的p阱67b、和包圍p阱67b的n阱47以及67a，從而能夠提高電容器的第一電極的絕緣特性。

根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)將具有主要決定擊穿電壓的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73的垂直型的齊納二極管、和具有減少電容的電壓依賴性的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77的電容器混裝在同一半導(dǎo)體裝置上，從而能夠?qū)崿F(xiàn)多樣的電路。

制造方法

接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。雖然本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法能夠制造出混裝有多個(gè)不同種類的電路元件的半導(dǎo)體裝置，但在下文中，參照?qǐng)D5a～圖8b而對(duì)這些電路元件的制造工序進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖5a～圖8b所示的多個(gè)不同種類的電路元件的制造工序在相同的基底基板10上實(shí)施。

圖5a～圖8b為被搭載于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置上的電路元件的第一～第四示例的制造工序中的剖視圖。圖5a以及圖5b的左側(cè)表示垂直型的npn雙極性晶體管的制造工序，圖5a以及圖5b的右側(cè)表示橫向型的pnp雙極性晶體管的制造工序。

此外，圖6a以及圖6b的左側(cè)表示垂直型的齊納二極管的制造工序，圖6a以及圖6b的右側(cè)表示橫向型的齊納二極管的制造工序。圖7a以及圖7b的左側(cè)表示cmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造工序，圖7a以及圖7b的右側(cè)表示ldmos場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制造工序。圖8a以及圖8b表示使用mos結(jié)構(gòu)而被形成的電容器的制造工序。

首先，作為p型的基底基板(半導(dǎo)體基板)10而準(zhǔn)備例如包含有作為p型雜質(zhì)的硼(b)等的硅(si)基板。使用通過(guò)光刻法而被形成的掩膜，而向基底基板10的第一組區(qū)域中同時(shí)被注入銻(sb)或磷(p)離子等n型雜質(zhì)，并且向第二組區(qū)域中同時(shí)被注入硼(b)離子等p型雜質(zhì)。之后，通過(guò)利用熱量而使雜質(zhì)擴(kuò)散，從而如圖5a～圖8a的(a)所示，同時(shí)形成n型的埋入擴(kuò)散層11a～17a，并且同時(shí)形成p型埋入擴(kuò)散層11b～17b。

接下來(lái)，如圖5a～圖8a的(b)所示，在基底基板10上通過(guò)外延生長(zhǎng)而形成p型的外延層(半導(dǎo)體層)20。例如，通過(guò)在硅基板上使硅層外延生長(zhǎng)時(shí)，使硼(b)等p型雜質(zhì)的氣體混合，從而能夠形成具有所需的導(dǎo)電率(電阻率)的p型的外延層20。外延層20的厚度為例如4.5μm～5μm左右。外延層(半導(dǎo)體層)20也可以為n型。

接下來(lái)，在圖5a～圖8a的(c)所示的工序中，使用通過(guò)光刻法而被形成的掩膜，而向外延層20的多個(gè)區(qū)域中同時(shí)注入磷(p)離子等n型雜質(zhì)。例如，在向硅外延層中注入磷離子而形成n塞的情況下，注入量被設(shè)為2×10¹⁴atom/cm²～5×10¹⁴atom/cm²左右。

另外，在圖5a～圖8a的(d)所示的工序中，通過(guò)利用熱量而使被注入至外延層20的n型雜質(zhì)擴(kuò)散，從而n型雜質(zhì)到達(dá)n型的埋入擴(kuò)散層11a～17a，由此同時(shí)形成n塞32～34b，并且同時(shí)形成n阱41～43以及45～47。

例如，在使被注入至硅外延層中的磷擴(kuò)散的情況下，加熱溫度被設(shè)定為1100℃～1150℃左右。此時(shí)，也可以使埋入擴(kuò)散層11a～17a以及11b～17b的一部分通過(guò)雜質(zhì)的熱擴(kuò)散而向外延層20延伸。

由此，如圖5a的(d)所示，在外延層20中，形成在n型的埋入擴(kuò)散層12a上于俯視觀察時(shí)包圍外延層20的區(qū)域a2的n塞32。與此同時(shí)，如圖6a的(d)所示，在外延層20中，形成在n型的埋入擴(kuò)散層13a上于俯視觀察時(shí)包圍外延層20的區(qū)域a3的n塞33。

此外，在外延層20中，于n型的埋入擴(kuò)散層14a上形成有n塞34a，并且在外延層20中形成在n型的埋入擴(kuò)散層14a上于俯視觀察時(shí)包圍外延層20的區(qū)域a4的n塞34b。另外，在外延層20的區(qū)域a1～a3以及a5～a7內(nèi)同時(shí)形成n阱41～43以及45～47。

接下來(lái)，在圖5a～圖8a的(e)所示的工序中，例如通過(guò)locos法而在外延層20的主面(圖中的上表面)的預(yù)定的區(qū)域內(nèi)形成場(chǎng)氧化膜110。另外，場(chǎng)氧化膜110的形成也可以在形成了雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域56a等之后進(jìn)行。

接下來(lái)，在圖5b以及圖7b的(f)所示的工序中，使用通過(guò)光刻法而被形成的掩膜，而向n阱41以及46的一部分區(qū)域中注入硼(b)離子等p型雜質(zhì)。由此，如圖5b的(f)所示，在n阱41中形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)(基區(qū))51，與此同時(shí)，如圖7b的(f)所示，在n阱46中形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)(體區(qū))56a。

此外，在圖7b的(f)所示的工序中，使用通過(guò)光刻法而被形成的掩膜，而向n阱46的另外一部分的區(qū)域中注入磷(p)離子等n型雜質(zhì)。由此，如圖7b的(f)所示，在n阱46中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)(漂移區(qū)或漏極區(qū))56b。

接下來(lái)，使用通過(guò)光刻法而被形成的掩膜，而向較深的n阱的一部分區(qū)域注入磷(p)離子等n型雜質(zhì)。由此，如圖5b的(g)所示，在較深的n阱41中形成較淺的n阱61。與此同時(shí)，如圖7b的(g)所示，在較深的n阱45中形成較淺的n阱65a，而如圖8b的(g)所示，在較深的n阱47中形成較淺的n阱67a。

此外，使用通過(guò)光刻法而被形成的掩膜，而向外延層20或較深的n阱的另外一部分區(qū)域中注入硼(b)離子等p型雜質(zhì)。由此，如圖5b～圖8b的(g)所示，在外延層20上形成較淺的p阱60。

與此同時(shí)，如圖6b的(g)所示，在外延層20中與n塞34a相接的區(qū)域內(nèi)形成較淺的p阱64。此外，如圖7b的(g)所示，在較深的n阱45中形成較淺的p阱65b，而如圖8b的(g)所示，在較深的n阱47中形成較淺的p阱67b。

接下來(lái)，在圖6b以及圖8b的(h)所示的工序中，使用通過(guò)光刻法而被形成的掩膜，而向n阱43以及p阱67b的一部分區(qū)域中同時(shí)注入磷(p)離子等n型雜質(zhì)。由此，如圖6b的(h)所示，在較深的n阱43中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73，與此同時(shí)，如圖8b的(h)所示，在p阱67b中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77。

作為此時(shí)的注入條件，例如在向硅外延層注入磷離子而形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的情況下，將加速電壓設(shè)為100kev～150kev左右，將注入量設(shè)為2×10¹³atom/cm²～6×10¹³atom/cm²左右。由此，能夠同時(shí)形成具有7v～10v左右的擊穿電壓的齊納二極管的陰極、和能夠抑制氧化膜的異常生長(zhǎng)的電容器的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)。

接下來(lái)，例如，通過(guò)對(duì)外延層20的主面進(jìn)行熱氧化，從而在外延層20的主面上形成柵絕緣膜(未圖示)。由此，在圖5b的(i)所示的p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51內(nèi)形成柵絕緣膜。與此同時(shí)，在圖7b的(i)所示的n阱65a、p阱65b、以及n阱46上形成柵絕緣膜。此外，在圖8b的(i)所示的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77上形成柵絕緣膜。

另外，在柵絕緣膜上形成電極或柵電極。由此，如圖5b的(i)所示，在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51上隔著柵絕緣膜而形成電極111。與此同時(shí)，如圖7b的(i)所示，在n阱65a上隔著柵絕緣膜而形成柵電極115a，并且在p阱65b上隔著柵絕緣膜而形成柵電極115b，在n阱46上隔著柵絕緣膜或場(chǎng)氧化膜110而形成柵電極116。

此外，如圖8b的(i)所示，在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77上隔著柵絕緣膜而形成電極117。電極111以及117、柵電極115a、115b、以及116例如由摻雜了雜質(zhì)而具有導(dǎo)電性的聚硅等形成。

接下來(lái)，在圖5b～圖8b的(j)所示的工序中，向各種阱或雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域中注入磷(p)離子等n型雜質(zhì)。由此，如圖5b的(j)所示，在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51內(nèi)形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)71，在n阱61上形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)91。與此同時(shí)，在n塞32中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)72。

此外，如圖6b的(j)所示，在n塞33中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)93，并且在n塞34a以及34b中分別形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)74以及84。此外，如圖7b的(j)所示，在n阱65a中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)95a，在p阱65b中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)75b以及85b，在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56a內(nèi)形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)86，在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域56b內(nèi)形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)76。此外，如圖8b的(j)所示，在n阱67a中形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)87a，在n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77內(nèi)形成n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)97。

另外，向各種阱或雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域注入硼(b)離子等p型雜質(zhì)。由此，如圖5b～圖8b的(j)所示，在p阱60中分別形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)101～107。與此同時(shí)，如圖5b的(j)所示，在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)51內(nèi)形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)81，在n阱42中形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)82以及92。

此外，如圖6b的(j)所示，在至少n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73上形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)83，在p阱64中形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)94。此外，如圖7b的(j)所示，在n阱65a中形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域75a以及85a，在p阱65b中形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)95b，在p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)56a內(nèi)形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)96。此外，如圖8b的(j)所示，在p阱67b中形成p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)87b。

在注入雜質(zhì)的工序中，場(chǎng)氧化膜110、電極111以及117、柵電極115a、115b、以及116作為硬掩膜而被使用。以后的工序與通常的半導(dǎo)體裝置的制造工序相同。即，形成有預(yù)定數(shù)量的層間絕緣膜以及配線層。在各個(gè)接觸區(qū)以及柵電極上，于在層間絕緣膜上形成接觸孔，并且鋁(al)等配線或鎢(w)等塞與接觸區(qū)以及柵電極連接。

根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠在同一工序中且在同一條件下形成主要決定垂直型的齊納二極管的擊穿電壓的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)73、和減少電容器的電容的電壓依存性的n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)77。因此，在不過(guò)于增加制造工序的條件下，能夠提供一種混裝有具有所需的擊穿電壓的齊納二極管、或減少了電容的電壓依賴性的電容器的半導(dǎo)體裝置。

雖然在上述的實(shí)施方式中對(duì)使用p型的半導(dǎo)體基板的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以使用n型的半導(dǎo)體基板。在該情況下，只要在其他結(jié)構(gòu)部分中將p型和n型設(shè)為相反即可。以此方式，本發(fā)明并不限定于以上所說(shuō)明的實(shí)施方式，能夠通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員而在本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)進(jìn)行多種改變。

符號(hào)說(shuō)明

10…基底基板；11a～17a…n型的埋入擴(kuò)散層；11b～17b…p型的埋入擴(kuò)散層；20…外延層；32～34b…n塞；41～43、45～47…n阱；51、56a…p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)；56b…n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)；60、64、65b、67b…p阱；61、65a、67a…n阱；71～74、75b、76、77、84、85b、86、87a、91、93、95a、97…n型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)；75a、81～83、85a、87b、92、94、95b、96、101～107…p型的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)；110…場(chǎng)氧化膜；111、117…電極；115a～116…柵電極。