專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，特別涉及一種包括具有偏移(offset)結(jié)構(gòu)的高壓晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
具有偏移結(jié)構(gòu)的高壓晶體管公知為具有穩(wěn)定的耐壓和泄漏特性的晶體管(例如，日本特許公開專利公報(bào)No.9-223793中的圖6)。在這種高壓晶體管中，漏極擴(kuò)散層包括位于柵極一側(cè)上的雜質(zhì)區(qū)(以下將其稱為“低雜質(zhì)濃度區(qū)”)和其雜質(zhì)濃度比該低雜質(zhì)濃度區(qū)的雜質(zhì)濃度高的區(qū)域(以下將其稱為“高雜質(zhì)濃度區(qū)”)。例如通過LOCOS(硅的局部氧化)或使用利用STI(淺溝槽隔離)的溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行器件隔離。
圖6是包括利用LOCOS進(jìn)行器件隔離處理過的MOS型晶體管并具有偏移結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的剖面圖。在圖6中，半導(dǎo)體襯底包括用作用于形成高壓晶體管20d的基底的半導(dǎo)體基底1、以及在其上形成的第一導(dǎo)電類型阱擴(kuò)散層2。在阱擴(kuò)散層2的表面上，形成作為用于器件隔離的絕緣膜的LOCOS氧化物膜6a和6b。
在阱擴(kuò)散層2中形成第二導(dǎo)電類型源極擴(kuò)散層11a，以便接觸LOCOS氧化物膜6a。第二導(dǎo)電類型漏極擴(kuò)散層11b包括低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和高雜質(zhì)濃度區(qū)5b。低雜質(zhì)濃度區(qū)5a位于源極擴(kuò)散層11a的一側(cè)(即，低雜質(zhì)濃度區(qū)5a比高雜質(zhì)濃度區(qū)5b更靠近源極擴(kuò)散層11a)并位于LOCOS氧化物膜6b的下方。具有這種結(jié)構(gòu)的低雜質(zhì)濃度區(qū)5a還被稱為“偏移漏極擴(kuò)散層”。
在源極擴(kuò)散層11a和漏極擴(kuò)散層11b之間的阱擴(kuò)散層2中的區(qū)域用作溝道區(qū)(以下將稱為“溝道區(qū)”)。形成第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)層15，使其與溝道區(qū)和源極擴(kuò)散層11a重疊。在溝道區(qū)的上方形成柵極絕緣膜8，并且在柵極絕緣膜8上形成柵極9。
雜質(zhì)層15是閾值電壓調(diào)整雜質(zhì)層，用于調(diào)整高壓晶體管20d的閾值電壓。通過利用離子注入等方法將第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到源極擴(kuò)散層11a和溝道區(qū)中，并熱擴(kuò)散該引入的雜質(zhì)，來形成雜質(zhì)層15。由于在溝道區(qū)中形成的雜質(zhì)層15，因此可以給柵極9或漏極擴(kuò)散層11b施加高壓。
然而，具有上述結(jié)構(gòu)的高壓晶體管20d具有嚴(yán)重的問題即電流驅(qū)動(dòng)能力很容易降低。圖6中用箭頭表示的圓圈部分是溝道區(qū)一側(cè)上的LOCOS氧化物膜6b的一部分的放大圖。如圓圈部分所示，雜質(zhì)層15的一端與低雜質(zhì)濃度區(qū)5a的一端重疊。下面，雜質(zhì)層15和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a彼此重疊的部分將被稱為“重疊部分30”。雜質(zhì)層15和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a具有彼此相反的導(dǎo)電類型。因此，在重疊部分30中，對(duì)導(dǎo)電起貢獻(xiàn)的載流子的濃度降低，并且產(chǎn)生寄生電阻，導(dǎo)致高電阻。這降低了高壓晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力。
日本特許公開專利公報(bào)No.9-223793提出了一種為了解決上述問題而在具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的溝道區(qū)中提供另一雜質(zhì)層的技術(shù)。圖7是具有這種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的剖面圖。在圖7中，在具有與圖6所示的半導(dǎo)體器件基本相同的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的溝道區(qū)中，形成具有與漏極擴(kuò)散層11b相同的導(dǎo)電類型的高雜質(zhì)濃度區(qū)40。高雜質(zhì)濃度區(qū)40是在形成雜質(zhì)層15之后，通過把具有與漏極擴(kuò)散層11b相同導(dǎo)電類型的雜質(zhì)引入到溝道區(qū)中，并熱擴(kuò)散該雜質(zhì)而形成的。
在具有這種結(jié)構(gòu)的高壓晶體管20e中，雜質(zhì)區(qū)15的雜質(zhì)抵消(compensate for)了低雜質(zhì)濃度層5a的雜質(zhì)，并在重疊部分30處延伸出耗盡層60。因此，可以保證漏極擴(kuò)散層11b或柵極9的高耐壓。再者，由于由高雜質(zhì)濃度區(qū)40將閾值電壓調(diào)整到所希望的電平，所以可以提高高壓晶體管20e的電流驅(qū)動(dòng)能力。
然而，上述技術(shù)具有下列問題。當(dāng)形成雜質(zhì)層15和高雜質(zhì)濃度區(qū)40時(shí)，通過熱擴(kuò)散控制在半導(dǎo)體襯底深度方向上的雜質(zhì)分布。需要控制雜質(zhì)層15的雜質(zhì)濃度，以便在重疊部分30中獲得所希望的耗盡層60。然而，通過熱擴(kuò)散，難以將雜質(zhì)濃度控制到合適的水平。此外，雜質(zhì)層15和高雜質(zhì)濃度區(qū)40在溝道區(qū)中彼此重疊，這就難以控制溝道區(qū)的表面部分的濃度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體器件，其中很容易控制漏極擴(kuò)散層的低雜質(zhì)濃度區(qū)的端部和溝道區(qū)中的雜質(zhì)濃度，可以保證漏極擴(kuò)散層或柵極的高耐壓，并且可以抑制晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力的降低；本發(fā)明還提供一種制造這種半導(dǎo)體器件的方法。
本發(fā)明具有下列特征以實(shí)現(xiàn)上述目的。
本發(fā)明的第一方面是旨在一種包括高壓晶體管的半導(dǎo)體器件。該半導(dǎo)體器件包括具有第一導(dǎo)電類型表面部分的半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底中形成的第二導(dǎo)電類型源極擴(kuò)散層、漏極擴(kuò)散層和第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)層；以及設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底上的柵極和柵極絕緣膜。漏極擴(kuò)散層包括在源極擴(kuò)散層一側(cè)上形成的第二導(dǎo)電類型低雜質(zhì)濃度區(qū)和其雜質(zhì)濃度比低雜質(zhì)濃度區(qū)高的第二導(dǎo)電類型高雜質(zhì)濃度區(qū)?？梢栽谠摪雽?dǎo)體襯底中設(shè)置用于器件隔離的絕緣膜，并且低雜質(zhì)濃度區(qū)可以是在該絕緣膜下方形成的偏移漏極擴(kuò)散層。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的一個(gè)特征是將低雜質(zhì)濃度區(qū)和雜質(zhì)層布置成使其不抵消彼此的雜質(zhì)。采用這種結(jié)構(gòu)，可以防止低雜質(zhì)濃度區(qū)被雜質(zhì)層的雜質(zhì)抵消。結(jié)果是，限制了寄生電阻的產(chǎn)生，并由此可以抑制電流驅(qū)動(dòng)能力的降低。此外，可以將高壓施加于柵極和漏極擴(kuò)散層。
其中將低雜質(zhì)濃度區(qū)和雜質(zhì)層布置成使其不抵消彼此的雜質(zhì)的結(jié)構(gòu)意味著一種結(jié)構(gòu)，其中，例如，低雜質(zhì)濃度區(qū)和雜質(zhì)層彼此分離或彼此接觸?？梢赃M(jìn)一步在低雜質(zhì)濃度區(qū)和雜質(zhì)層之間設(shè)置第二導(dǎo)電類型邊界雜質(zhì)層。
本發(fā)明的第二方面是旨在一種制造具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法。根據(jù)該方法，首先，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到具有第一導(dǎo)電類型表面部分的半導(dǎo)體襯底中，由此在半導(dǎo)體襯底中形成低雜質(zhì)濃度區(qū)。接著，在半導(dǎo)體襯底中形成用于器件隔離的一對(duì)絕緣膜，使得這一對(duì)絕緣膜中的一個(gè)位于低雜質(zhì)濃度區(qū)上。然后，在低雜質(zhì)濃度區(qū)上形成的一對(duì)絕緣膜中的一個(gè)上形成抗蝕劑圖形(resist pattern)，該抗蝕劑圖形也覆蓋用作溝道區(qū)的區(qū)域的一部分。接下來，使用該抗蝕劑圖形和絕緣膜作為掩膜，將第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體襯底中，由此在位于半導(dǎo)體襯底中并與低雜質(zhì)濃度區(qū)分開的位置上形成雜質(zhì)層。然后，除去該抗蝕劑圖形，并且在用作半導(dǎo)體襯底中的溝道區(qū)的區(qū)域上形成柵極絕緣膜。在柵極絕緣膜上形成柵極。使用這對(duì)絕緣膜和柵極作為掩膜，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體襯底中，由此在半導(dǎo)體襯底中形成源極擴(kuò)散層和漏極擴(kuò)散層。
在形成柵極的步驟之后，可以通過在沿著半導(dǎo)體襯底的主表面的方向上進(jìn)行熱處理，來擴(kuò)散包含在雜質(zhì)層中的雜質(zhì)和包含在低雜質(zhì)濃度區(qū)的雜質(zhì)，直到所述雜質(zhì)彼此接觸為止。
本發(fā)明還提供另一種制造半導(dǎo)體器件的方法。根據(jù)這種方法，首先，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到具有第一導(dǎo)電類型表面部分的半導(dǎo)體襯底中，由此在半導(dǎo)體襯底中形成低雜質(zhì)濃度區(qū)。接著，在半導(dǎo)體襯底中形成用于器件隔離的一對(duì)絕緣膜，使得這一對(duì)絕緣膜中的一個(gè)位于低雜質(zhì)濃度區(qū)上。然后，用這一對(duì)絕緣膜作為掩膜，將第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體襯底中，由此形成雜質(zhì)層。接著，在半導(dǎo)體襯底上形成抗蝕劑圖形，該抗蝕劑圖形至少在用作溝道區(qū)的區(qū)域的一部分的上方具有開口，該部分位于低雜質(zhì)濃度區(qū)的一側(cè)上。用該抗蝕劑圖形作為掩膜，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體襯底中，由此在半導(dǎo)體襯底中形成邊界雜質(zhì)層。然后，除去該抗蝕劑圖形。在用作溝道區(qū)的區(qū)域上形成柵極絕緣膜。在柵極絕緣膜上形成柵極。然后，用這一對(duì)絕緣膜和柵極作為掩膜，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體襯底中，由此在半導(dǎo)體襯底中形成源極擴(kuò)散層和漏極擴(kuò)散層。
通過這種制造方法，很容易地控制漏極擴(kuò)散層的低雜質(zhì)濃度區(qū)的端部以及溝道區(qū)中的雜質(zhì)濃度。可以很容易地制造包括具有較高電流驅(qū)動(dòng)能力的高壓晶體管的半導(dǎo)體器件。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，將漏極擴(kuò)散層的低雜質(zhì)濃度區(qū)和雜質(zhì)層布置成使其不抵消彼此的雜質(zhì)，該雜質(zhì)層的導(dǎo)電類型與在溝道區(qū)中形成的低雜質(zhì)濃度區(qū)相反。這樣，可以提供一種具有高壓晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法，該半導(dǎo)體器件允許將高壓施加于柵極或漏極擴(kuò)散層，并抑制溝道區(qū)中的電流驅(qū)動(dòng)能力的降低。
本發(fā)明的這些和其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，從下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的詳細(xì)說明中將更加顯而易見。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2A-2E是顯示圖1所示的半導(dǎo)體器件的制造步驟的示意圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的另一半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖5A-5E是顯示圖4所示的半導(dǎo)體器件的制造步驟的示意圖；圖6是顯示常規(guī)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖；和圖7是顯示另一常規(guī)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
優(yōu)選實(shí)施例的說明實(shí)施例1圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖，它包括用LOCOS隔離處理過并具有偏移結(jié)構(gòu)的MOS型晶體管。在圖1中，半導(dǎo)體襯底具有第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)表面部分。這里，半導(dǎo)體襯底包括用作用于形成高壓晶體管20a的基底的半導(dǎo)體基底1以及在其上形成的第一導(dǎo)電類型阱擴(kuò)散層2。在阱擴(kuò)散層2的表面上，形成LOCOS氧化物膜6a和6b，作為用于器件隔離的絕緣膜。
在阱擴(kuò)散層2中形成第二導(dǎo)電類型源極擴(kuò)散層11a，以便接觸LOCOS氧化物膜6a。第二導(dǎo)電類型漏極擴(kuò)散層11b包括低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和高雜質(zhì)濃度區(qū)5b。低雜質(zhì)濃度區(qū)5a位于源極擴(kuò)散層11a的一側(cè)并位于LOCOS氧化物膜6b的下方。具有這種結(jié)構(gòu)的低雜質(zhì)濃度區(qū)5a還被稱為“偏移漏極擴(kuò)散層”。
通過利用離子注入等方法將與低濃度雜質(zhì)區(qū)5a相反的導(dǎo)電類型即第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)引入到源極擴(kuò)散層11a和溝道區(qū)中，來形成雜質(zhì)層7。雜質(zhì)層7是用于調(diào)整高壓晶體管20a的閾值電壓的閾值電壓調(diào)整雜質(zhì)層。在溝道區(qū)上，形成柵極9和柵極絕緣膜8，柵極絕緣膜8位于柵極9和溝道區(qū)之間。
在根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，與圖6和7中所示的常規(guī)半導(dǎo)體器件不同，將雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a布置成使其不抵消彼此的雜質(zhì)，即，彼此分開距離T。由于雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a之間的這種位置關(guān)系，消除了作為常規(guī)技術(shù)的問題的重疊部分30。因此，可以解決在溝道區(qū)側(cè)上的低雜質(zhì)濃度區(qū)5a的端部產(chǎn)生寄生電阻的問題。
由于設(shè)置在溝道區(qū)中的雜質(zhì)層7，閾值電壓可以被調(diào)整到所希望的電平，并由此可以提高高壓晶體管20a的電流驅(qū)動(dòng)能力。由于形成偏移漏極擴(kuò)散層，所以可以將高壓施加于柵極9或漏極擴(kuò)散層11b。由于在溝道區(qū)中只形成雜質(zhì)層7，所以很容易控制溝道區(qū)的表面部分的濃度。
圖2A-2E是在圖1所示半導(dǎo)體器件的制造步驟中的半導(dǎo)體襯底和在其上形成的元件的剖面圖。下面，將參照?qǐng)D2A-2E說明根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的制造方法。
圖2A顯示其中在半導(dǎo)體襯底上形成氧化硅膜和氮化硅膜的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)是如下獲得的。在P型半導(dǎo)體基底1的表面上，形成P型阱擴(kuò)散層2。接著，在阱擴(kuò)散層2的表面上，通過氧化或CVD(化學(xué)汽相淀積)依次淀積SiO2(氧化硅)膜3和SiN(氮化硅)膜4。
圖2B顯示其中在半導(dǎo)體襯底上形成用于形成低雜質(zhì)濃度區(qū)5a的掩膜圖形的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)是如下獲得的。例如，利用光刻和干式蝕刻處理SiO2膜3和SiN膜4，由此在將要形成LOCOS氧化物膜6a和6b的位置上形成開口。然后，施加抗蝕劑，以便保持將要形成漏極擴(kuò)散層11b的一側(cè)上的開口并覆蓋另一開口，由此形成抗蝕劑膜。對(duì)該抗蝕劑膜進(jìn)行曝光和顯影處理，由此形成被構(gòu)圖為所希望形狀的抗蝕劑圖形12。使用已經(jīng)如上構(gòu)圖的SiO2膜3、SiN膜4和抗蝕劑圖形12作為掩膜，把N型雜質(zhì)(例如，磷、砷、銻)的離子注入到阱擴(kuò)散層2中。這樣，在阱擴(kuò)散層2中形成低雜質(zhì)濃度區(qū)5a。
圖2C顯示其中在阱擴(kuò)散層2的表面上形成LOCOS氧化物膜6a和6b的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)是如下獲得的。除去抗蝕劑圖形12。在1000℃溫度下對(duì)得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，由此使用SiN膜4作為防氧化掩膜，熱氧化阱擴(kuò)散層2的表面，并且還使低雜質(zhì)濃度區(qū)5a的N型雜質(zhì)熱擴(kuò)散。這樣，在阱擴(kuò)散層2的表面上形成厚度大約為70nm的LOCOS氧化物膜6a和6b，同時(shí)，使低雜質(zhì)濃度區(qū)5a變得更深。通過蝕刻，除去SiN膜4和SiO2膜3。
圖2D顯示其中在半導(dǎo)體襯底上形成被構(gòu)圖成所希望形狀的抗蝕劑圖形13以及在阱擴(kuò)散層2中形成雜質(zhì)層7的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)如下獲得。在LOCOS氧化物膜6b上形成抗蝕劑圖形13，使其還覆蓋溝道區(qū)的一部分。使用抗蝕劑圖形13和LOCOS氧化物膜6a作為掩膜，把P型雜質(zhì)(例如，硼，鋁)的離子注入到阱擴(kuò)散層2中。這樣，在阱擴(kuò)散層2中，在與低雜質(zhì)濃度區(qū)5a隔開距離T的位置上形成雜質(zhì)層7。
圖2E顯示其中在阱擴(kuò)散層2中形成源極擴(kuò)散層11a和漏極擴(kuò)散層11b，并且在半導(dǎo)體襯上形成柵極絕緣膜8和柵極9的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)如下獲得。首先，除去抗蝕劑圖形13。接著，在LOCOS氧化物膜6a和6b之間的阱擴(kuò)散層2的表面上通過熱氧化或CVD淀積SiO2膜。在SiO2膜上通過CVD淀積多晶硅膜。利用光刻和干式蝕刻處理這些膜，由此將每個(gè)膜構(gòu)圖成所希望的形狀。這樣，形成柵極絕緣膜8和柵極9。
接著，使用柵極9和LOCOS氧化物膜6a和6b作為掩膜，把N型雜質(zhì)離子注入到阱擴(kuò)散層2中，由此形成高雜質(zhì)濃度區(qū)5b和源極擴(kuò)散層11a。這樣，形成了具有偏移結(jié)構(gòu)的高壓晶體管20a。
具有上述結(jié)構(gòu)的高壓晶體管20a的代表性的表面雜質(zhì)濃度為在阱擴(kuò)散層2中，大約3×1015原子/cm3；在低雜質(zhì)濃度區(qū)5a中，大約5×1016原子/cm3；在源極擴(kuò)散層11a和高雜質(zhì)濃度區(qū)5b中，大約5×1020原子/cm3；以及在雜質(zhì)層7中，大約1×1017原子/cm3。
現(xiàn)在，將詳細(xì)說明雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a之間的距離T，其是根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體的器件的一個(gè)特征。在圖1中，低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7之間的距離T例如等于或小于大約1μm。其原因是，在區(qū)域5a和層7之間的距離等于或小于大約1μm的地方，閾值電壓很低，因此不可能造成電阻增加。
此外，在雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a之間形成一個(gè)部分，在該部分中不注入用于閾值電壓調(diào)整的雜質(zhì)。因此，低雜質(zhì)濃度區(qū)5a的P型雜質(zhì)和雜質(zhì)層7的N型雜質(zhì)不會(huì)彼此抵消。這抑制了溝道區(qū)一側(cè)上的低雜質(zhì)濃度區(qū)5a的端部的載流子濃度的減少，并由此實(shí)現(xiàn)了具有高電流驅(qū)動(dòng)能力的晶體管。
如圖3所示，低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7可以彼此接觸。圖3所示的半導(dǎo)體器件是如下獲得的。在圖2E所示的步驟中，被包含于雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a中的雜質(zhì)通過熱處理，在沿著半導(dǎo)體襯底主表面的方向上擴(kuò)散，并且雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a彼此接觸。通過按照優(yōu)選方式控制熱處理的程度，可以很容易實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。
在具有這種結(jié)構(gòu)的高電壓晶體管20b中，在低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7之間沒有距離。由于在區(qū)域5a和層7之間的距離等于或小于上述的大約1μm的部分中，閾值電壓很低，因此電阻不會(huì)增加。
在上面的說明中，雜質(zhì)層7與溝道區(qū)和源極擴(kuò)散層11a重疊。然而，只要求雜質(zhì)層7形成在溝道區(qū)中，以便用作閾值電壓調(diào)整雜質(zhì)層。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，將說明包括設(shè)置在低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7之間的邊界雜質(zhì)層的半導(dǎo)體器件。根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件具有與根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件基本上相同的結(jié)構(gòu)，下面將只說明不同之處。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。在圖4中，在低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7之間設(shè)置第二導(dǎo)電類型邊界雜質(zhì)層10。
圖5A-5E是在圖4所示半導(dǎo)體器件的制造步驟中的半導(dǎo)體襯底及在其上形成的元件的剖面圖。下面將參照?qǐng)D5A-5E說明根據(jù)實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的制造方法。圖5A-5C所示的步驟與實(shí)施例1中的圖2A-2C所示的步驟相同，因此省略其說明。
圖5D顯示其中形成被構(gòu)圖成所希望形狀的抗蝕劑圖形14，并且在阱擴(kuò)散層2中形成雜質(zhì)層7和邊界雜質(zhì)層10的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)如下獲得。首先，使用LOCOS氧化物膜6a和6b作為掩膜，把N型雜質(zhì)(例如磷、砷)的離子注入到阱擴(kuò)散層2中，由此在阱擴(kuò)散層2中形成N型雜質(zhì)層。位于LOCOS氧化物膜6a和6b之間的N型雜質(zhì)層的一部分是用于調(diào)整閾值電壓的雜質(zhì)層7。
接著，施加抗蝕劑，以覆蓋所得結(jié)構(gòu)的表面，由此形成抗蝕劑圖形14，該抗蝕劑圖形14至少在低雜質(zhì)濃度區(qū)5a一側(cè)的溝道區(qū)端部的上方具有開口50。然后，使用抗蝕劑圖形14和LOCOS氧化物膜6b作為掩膜，注入P型雜質(zhì)離子，使得表面雜質(zhì)濃度大約為1×1017原子/cm3。這樣，在低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7之間形成邊界雜質(zhì)層10。邊界雜質(zhì)層10與低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7都重疊。邊界雜質(zhì)層10優(yōu)選具有等于或小于大約1μm的寬度。
圖5E所示的步驟與圖2E所示的步驟相同，因此這里不再說明。通過進(jìn)行與前面參照?qǐng)D2E所述的相同的處理，形成具有偏移結(jié)構(gòu)的高壓晶體管20c。
在包括具有上述結(jié)構(gòu)的高壓晶體管20c的半導(dǎo)體器件中，即使雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a彼此重疊，由于邊界雜質(zhì)層10而使低雜質(zhì)濃度區(qū)5a的雜質(zhì)濃度增加。因此，抑制了寄生電阻的產(chǎn)生，并由此降低了閾值電壓。由于邊界雜質(zhì)層10的寬度極小，等于或小于大約1μm，因此很容易控制溝道區(qū)的表面濃度。
在上面的說明中，邊界雜質(zhì)層10設(shè)置在低雜質(zhì)濃度區(qū)5a和雜質(zhì)層7彼此交疊的部分中?？蛇x擇地，雜質(zhì)層7和低雜質(zhì)濃度區(qū)5a可以像實(shí)施例1中所述的那樣彼此分開，并且邊界雜質(zhì)層10可以設(shè)置在其間的間隙中。
在上述實(shí)施例中，說明了用LOCOS器件隔離處理過并具有偏移結(jié)構(gòu)的MOS型晶體管。本發(fā)明對(duì)于用STI器件隔離處理過并具有偏移結(jié)構(gòu)的MOS型晶體管也是有效的。
在上述實(shí)施例中說明了P型MOS晶體管。本發(fā)明還可以適用于N型MOS晶體管。在N型MOS晶體管中，半導(dǎo)體襯底中的雜質(zhì)表面部分是N型的，并且源極擴(kuò)散層和漏極擴(kuò)散層是P型的。可以按照與上述晶體管基本相同的方式構(gòu)成包括CMOS晶體管的高壓晶體管。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有以下特征即抑制在溝道區(qū)一側(cè)的漏極擴(kuò)散層的一部分中產(chǎn)生寄生電阻，并保持高壓晶體管的穩(wěn)定電流驅(qū)動(dòng)能力。因此，本發(fā)明例如可用于包括具有通過LOCOS或STI實(shí)現(xiàn)的偏移結(jié)構(gòu)的高電壓晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
盡管已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是前面說明的所有方面都是說明性的而非限制性的。應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以做許多其它修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種包括高壓晶體管的半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體襯底，其具有第一導(dǎo)電類型表面部分；第二導(dǎo)電類型源極擴(kuò)散層，其形成在該半導(dǎo)體襯底中；漏極擴(kuò)散層，其包括第二導(dǎo)電類型低雜質(zhì)濃度區(qū)和第二導(dǎo)電類型高雜質(zhì)濃度區(qū)，該高雜質(zhì)濃度區(qū)的雜質(zhì)濃度比該低雜質(zhì)濃度區(qū)的雜質(zhì)濃度高，其中在該源極擴(kuò)散層的一側(cè)形成該低雜質(zhì)濃度區(qū)；第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)層，其設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底中的源極擴(kuò)散層和低雜質(zhì)濃度區(qū)之間；柵極絕緣膜，其設(shè)置在該第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)層上；以及柵極，其設(shè)置在該柵極絕緣膜上；其中將該低雜質(zhì)濃度區(qū)和該雜質(zhì)層布置成使其不抵消彼此的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述低雜質(zhì)濃度區(qū)和所述雜質(zhì)層是彼此分開的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述低雜質(zhì)濃度區(qū)和所述雜質(zhì)層彼此接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述低雜質(zhì)濃度區(qū)和所述雜質(zhì)層之間的第二導(dǎo)電類型邊界雜質(zhì)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述半導(dǎo)體襯底中的用于器件隔離的絕緣膜，其中在該絕緣膜下方設(shè)置所述低雜質(zhì)濃度區(qū)。
6.一種制造包括高壓晶體管的半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到具有第一導(dǎo)電類型表面部分的半導(dǎo)體襯底中，由此在該半導(dǎo)體襯底中形成低雜質(zhì)濃度區(qū)；在該半導(dǎo)體襯底中形成用于器件隔離的一對(duì)絕緣膜，使得這一對(duì)絕緣膜中的一個(gè)位于該低雜質(zhì)濃度區(qū)上；在形成在該低雜質(zhì)濃度區(qū)上的所述一對(duì)絕緣膜中的一個(gè)絕緣膜上形成抗蝕劑圖形，該抗蝕劑圖形也覆蓋一部分將用作溝道區(qū)的區(qū)域；使用該抗蝕劑圖形和所述絕緣膜作為掩膜，將第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到該半導(dǎo)體襯底中，由此在位于該半導(dǎo)體襯底中并與該低雜質(zhì)濃度區(qū)相分開的位置上形成雜質(zhì)層；除去該抗蝕劑圖形；在該雜質(zhì)層上形成柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成柵極；以及使用所述一對(duì)絕緣膜和該柵極作為掩膜，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到該半導(dǎo)體襯底中，由此在該半導(dǎo)體襯底中形成源極擴(kuò)散層和漏極擴(kuò)散層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，在形成所述柵極的步驟之后，還包括以下步驟通過熱處理，在沿著所述半導(dǎo)體襯底主表面的方向上擴(kuò)散包含在所述雜質(zhì)層中的雜質(zhì)和包含在所述低雜質(zhì)濃度區(qū)中的雜質(zhì)，直到所述雜質(zhì)彼此接觸為止。
8.一種制造包括高壓晶體管的半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括以下步驟將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到具有第一導(dǎo)電類型表面部分的半導(dǎo)體襯底中，由此在該半導(dǎo)體襯底中形成低雜質(zhì)濃度區(qū)；在該半導(dǎo)體襯底中形成用于器件隔離的一對(duì)絕緣膜，使得這一對(duì)絕緣膜中的一個(gè)位于該低雜質(zhì)濃度區(qū)上；使用所述一對(duì)絕緣膜作為掩膜，將第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到該半導(dǎo)體襯底中，由此形成雜質(zhì)層；在該半導(dǎo)體襯底上形成抗蝕劑圖形，該抗蝕劑圖形至少在將用作溝道區(qū)的區(qū)域的一部分上方具有開口，該部分處于該低雜質(zhì)濃度區(qū)的一側(cè)上；使用該抗蝕劑圖形作為掩膜，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到該半導(dǎo)體襯底中，由此在該半導(dǎo)體襯底中形成邊界雜質(zhì)層；除去該抗蝕劑圖形；在該雜質(zhì)層上形成柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成柵極；和使用所述一對(duì)絕緣膜和該柵極作為掩膜，將第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)引入到該半導(dǎo)體襯底中，由此在該半導(dǎo)體襯底中形成源極擴(kuò)散層和漏極擴(kuò)散層。
全文摘要
漏極擴(kuò)散層(11b)包括低雜質(zhì)濃度區(qū)(5a)和高雜質(zhì)濃度區(qū)(5b)，并且低雜質(zhì)濃度區(qū)(5a)位于溝道區(qū)的一側(cè)上。在該溝道區(qū)中，在遠(yuǎn)離該低雜質(zhì)濃度區(qū)(5a)一距離(T)的位置上，形成具有與該漏極擴(kuò)散層(11b)相反的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)層(7)。可選擇地，將低雜質(zhì)濃度區(qū)(5a)和雜質(zhì)層(7)設(shè)置成彼此接觸。仍可選擇地，在低雜質(zhì)濃度區(qū)(5a)和雜質(zhì)層(7)之間提供邊界雜質(zhì)層。這樣，可以提供一種包括高壓晶體管的半導(dǎo)體器件及其制造方法，該半導(dǎo)體器件能夠抑制電流驅(qū)動(dòng)能力的降低和進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H01L29/78GK1667837SQ200510052769
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者鈴木光浩, 森永實(shí), 井上征宏 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社