本申請大體是關(guān)于具有控制或防止次表層電流的方法或具有非均勻溝道摻雜的半導(dǎo)體裝置。在實施例中，本申請發(fā)明可通過在漏區(qū)的基部上定位一個或多個漂移區(qū)且在源區(qū)的裝置側(cè)面定位一個或多個具有不同摻雜度的摻雜區(qū)來實現(xiàn)。

技術(shù)背景

本申請涉及高壓半導(dǎo)體裝置及其制備方法，更確切地，涉及橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)裝置及其制備方法。

在相對大的功率增益和/或相對簡單的柵驅(qū)動電路下，MOS場效晶體管(MOSFET)可具有比二極晶體管相對高的輸入阻抗。而且，MOSFET可以是具有基本上無時間延遲的單極裝置，而時間延遲可在被關(guān)閉時由少數(shù)載流子存儲和/或重組所導(dǎo)致。MOSFET可被用于開關(guān)電源裝置、燈鎮(zhèn)流器、電機驅(qū)動電路等。例如，使用平面擴散技術(shù)制備的DMOSFET(雙擴散MOSFET)被廣泛使用。

由于其相對簡單的結(jié)構(gòu)，橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)裝置可被適用于超大規(guī)模集成電路(VLSI)工藝。例如，LDMOS裝置可包括n型RESURF(reduced surface field)區(qū)、p型第一摻雜區(qū)和n型第二摻雜區(qū)，它們在柵極下形成，以便于提高擊穿電壓并減少導(dǎo)通電阻(Rsp)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N高壓半導(dǎo)體裝置及其制備方法，該高壓半導(dǎo)體裝置具有較小的導(dǎo)通電阻和較高的擊穿電壓。

根據(jù)本申請發(fā)明的一個方面，高壓半導(dǎo)體裝置可包括在基板表面部形成的具有第一導(dǎo)電型的阱區(qū)、在阱區(qū)上設(shè)置的柵極、在阱區(qū)臨近柵極的表面部形成的源區(qū)、在阱區(qū)臨近柵極的表面部形成的漏區(qū)以及在漏區(qū)下面設(shè)置的具有第二導(dǎo)電型的漂移區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，基板可具有第二導(dǎo)電型。

根據(jù)某些示范實施例，漂移區(qū)可設(shè)置在阱區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，漏區(qū)可包括在漂移區(qū)上設(shè)置的具有第一導(dǎo)電型的第二漏區(qū)、在第二漏區(qū)上設(shè)置的具有第一導(dǎo)電型的第二阱區(qū)以及在第二阱區(qū)上設(shè) 置的具有第一導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，第二阱區(qū)可圍繞第一摻雜區(qū)，且第二漂移區(qū)可圍繞第二阱區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，第二漂移區(qū)的摻雜濃度可高于阱區(qū)，第二阱區(qū)的摻雜濃度可高于第二漂移區(qū)，且第一摻雜區(qū)的摻雜濃度可高于第二阱區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，源區(qū)可包括在阱區(qū)表面部形成的具有第一導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)以及圍繞第二摻雜區(qū)具有第二導(dǎo)電型的第三阱區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，源區(qū)還可包括在第二摻雜區(qū)一側(cè)設(shè)置的第三摻雜區(qū)。第三摻雜區(qū)可具有第一導(dǎo)電型且其摻雜濃度低于第二摻雜區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，源區(qū)還可包括在第二摻雜區(qū)另一側(cè)設(shè)置的第四摻雜區(qū)。第四摻雜區(qū)可具有第二導(dǎo)電型且其摻雜濃度高于第三阱區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，高壓半導(dǎo)體裝置還可包括在柵極和漏區(qū)之間設(shè)置的柵場板。

根據(jù)本申請發(fā)明的另一個方面，制備高壓半導(dǎo)體裝置的方法可包括在基板表面部形成具有第一導(dǎo)電型的阱區(qū)、在阱區(qū)形成具有第二導(dǎo)電型的漂移區(qū)、在漂移區(qū)形成漏區(qū)、在與漏區(qū)隔開處形成源區(qū)以及在阱區(qū)上形成柵極。

在某些示范實施例中，漏區(qū)的形成可包括在漂移區(qū)上形成具有第一導(dǎo)電型的第二漂移區(qū)、在第二漂移區(qū)形成具有第一導(dǎo)電型的第二阱區(qū)以及在第二阱區(qū)形成具有第一導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，第二漂移區(qū)的摻雜濃度可高于阱區(qū)，第二阱區(qū)的摻雜濃度可高于第二漂移區(qū)，且第一摻雜區(qū)的摻雜濃度可高于第二阱區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，該方法還可包括在阱區(qū)和第二漂移區(qū)上形成柵場板。

根據(jù)某些示范實施例，柵場板可通過局部硅氧化過程形成。

根據(jù)某些示范實施例，源區(qū)的形成可包括在阱區(qū)的表面部形成具有第二導(dǎo)電型的第三阱區(qū)，且在第三阱區(qū)的表面部形成具有第一導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，源區(qū)的形成還可包括在第二摻雜區(qū)的一側(cè)形成第三摻雜區(qū)，且在第二摻雜區(qū)的另一側(cè)形成第四摻雜區(qū)。第三摻雜區(qū)可具有第一導(dǎo)電型且其摻雜濃度低于第二摻雜區(qū)，而第四摻雜區(qū)可具有第二導(dǎo)電型且其摻雜濃度高于第三摻雜區(qū)。

根據(jù)某些示范實施例，第二、第三和第四摻雜區(qū)可在第三阱區(qū)中形成。

附圖說明

示范實施例可參照附圖及以下說明進行詳細理解。附圖如下：

圖1是顯示根據(jù)本申請發(fā)明的示范實施例的高壓半導(dǎo)體裝置的剖視圖；且

圖2-7是顯示圖1中所示高壓半導(dǎo)體裝置的方法的剖視圖。

具體實施例

以下將參照附圖對特定實施例進行詳細說明。然而，本申請發(fā)明可體現(xiàn)為不同形式，且不應(yīng)解釋為限于本文所述的實施例。

作為本申請中使用的明確定義，當(dāng)層、膜、區(qū)或板被指在另一個“上面”，其可直接在另一個上面，也可存在一個或多個中間層、膜、區(qū)或板。不同與此，當(dāng)層、膜、區(qū)或板被指“直接位于”另一個“上面”，將理解為其直接上另一個之上，而不存在一個或多個中間層、膜、區(qū)或板。同樣，盡管“第一”、“第二”和“第三”等術(shù)語被用于描述不同的元件，本申請發(fā)明中的不同實施例的組分、區(qū)和層不限于上述術(shù)語。

而且，僅為了便于說明，元素可被指在另一個“上面”或“下面”。應(yīng)理解該說明是指所述附圖中所示的方向，且在多種使用和替代實施例中，該元素可在替代設(shè)置和構(gòu)造中被旋轉(zhuǎn)或變換位置。

在以下說明中，技術(shù)術(shù)語僅用于解釋特定實施例，而不限制本申請發(fā)明的范圍。除非本申請另有界定，本申請中使用的所有術(shù)語，包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語，可具有與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的相同含義。

所述實施例參照本申請發(fā)明的某些實施例的示意圖予以說明。相應(yīng)地，示意圖形狀的改變，如制備技術(shù)和/或許用錯誤的改變，完全在預(yù)料之中。相應(yīng)地，本申請發(fā)明的實施例的說明不限于參照示意圖說明的區(qū)的特定形狀，且包括形狀偏差，同樣參照附圖說明的區(qū)完全是示意性的，其形狀不代表準(zhǔn)確的形狀，也不限制本申請發(fā)明的范圍。

圖1是顯示根據(jù)本申請發(fā)明的高壓半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

如圖1所示，高壓半導(dǎo)體裝置100包括基板102、表面103(見圖2)、隔離區(qū)104、第一阱區(qū)110、第一漂移區(qū)115、漏區(qū)120、第二漂移區(qū)122、第二阱區(qū)124、第一摻雜區(qū)126、源區(qū)130、第三阱區(qū)132、第二摻雜區(qū)134、第三摻雜區(qū)136、第四摻雜區(qū)138、柵場板140、柵極150、柵隔離層圖案152以及隔離件154。

例如，第一阱區(qū)110可在基板102的表面部103上形成，且柵極150和柵隔離層圖案152可在第一阱區(qū)110上形成。另外，漏區(qū)120可在第一阱區(qū)110的臨近柵極150一側(cè)的表面部111(見圖3)上形成，且源區(qū)130可在第一阱區(qū)110的臨近柵極150另一側(cè)的表面部112(見圖4)上形成。

第一阱區(qū)110可具有第一導(dǎo)電型，且基板102可具有第二導(dǎo)電型。例如，P型基板可用作基板102，而n型第一阱區(qū)110可在基板102的表面部103上形成。替代地，p型外延層可在基板102上形成，且第一阱區(qū)110可在p型外延層的表面部形成。

根據(jù)本申請發(fā)明的一示范實施例，具有第二導(dǎo)電型的第一漂移區(qū)115可在漏區(qū)120下面形成。例如，第一漂移區(qū)115可在第一阱區(qū)110中形成，且漏區(qū)120可在第一漂移區(qū)115上形成，如圖1所示。第一漂移區(qū)115可用于擴展耗盡區(qū)，且因此高壓半導(dǎo)體裝置100的擊穿電壓可被充分提高。

漏區(qū)120可包括在第一漂移區(qū)115上形成的第二漂移區(qū)122、在第二漂移區(qū)122上形成的第二阱區(qū)124以及在第二阱區(qū)124上形成的第一摻雜區(qū)126。第二漂移區(qū)122、第二阱區(qū)124和第一摻雜區(qū)126可具有第一導(dǎo)電型。例如，n型第二漂移區(qū)122可在p型第一漂移區(qū)115上形成，且n型第二阱區(qū)124可在n型第二漂移區(qū)122上形成。此外，用作漏極的n型第一摻雜區(qū)126可在n型第二阱區(qū)124上形成。

根據(jù)本申請發(fā)明一示范實施例，第二阱區(qū)124可圍繞第一摻雜區(qū)126，且第二漂移區(qū)122可圍繞第二阱區(qū)124，如圖1所示。此外，第二漂移區(qū)122的摻雜濃度可比第一阱區(qū)110高，第二阱區(qū)124的摻雜濃度可比第二漂移區(qū)122高，且第一摻雜區(qū)126的摻雜濃度可比第二阱區(qū)124高。因此，高壓半導(dǎo)體裝置100的導(dǎo)通電阻可被充分降低。

特別地，p型第一漂移區(qū)115可設(shè)置在n型第二漂移區(qū)122下面，或在n型第二漂移區(qū)122和第一阱區(qū)110之間，且因此耗盡區(qū)相比于一般技術(shù)而言可被廣闊地擴展。此外，高壓半導(dǎo)體裝置100的擊穿電壓可被充分提高。

源區(qū)130可包括具有第一導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)134和圍繞第二摻雜區(qū)134的第三阱區(qū)132。第二摻雜區(qū)134可在第一阱區(qū)110臨近柵極150的表面部形成，且第三阱區(qū)132可具有第二導(dǎo)電型。例如，源區(qū)130可包括在第一阱區(qū)110的表面部形成的p型第三阱區(qū)132以及在第三阱區(qū)132的表面部形成的n型第二摻雜區(qū)134。n型第二摻雜區(qū)134可用作源極。

此外，源區(qū)130可包括具有第一導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)136和具有第二導(dǎo)電型的第四摻雜區(qū)138。第三摻雜區(qū)136可在第二摻雜區(qū)134的一側(cè)形成且其摻雜濃度可低于第二摻雜區(qū)134。第四摻雜區(qū)138可在第二摻雜區(qū)134的另一側(cè)形成且其摻雜濃度可高于第三阱區(qū)132。特別地，第二、第三和第四摻雜區(qū)134、136和138可在第三阱區(qū)132上形成，如圖1所示。

例如，n型第三摻雜區(qū)136可在柵極150下面形成，以與第二摻雜區(qū)134的一側(cè)臨近，且p型第四摻雜區(qū)138可在第二摻雜區(qū)134的另一側(cè)附近形成。第三摻雜區(qū)136可被用于減少高壓半導(dǎo)體裝置100的導(dǎo)通電阻，且第四摻雜區(qū)138可被用于增加高壓半導(dǎo)體裝置100的源接觸(source contact)且減少其電壓降。

根據(jù)本申請發(fā)明的一示范實施例，高壓半導(dǎo)體裝置100可包括設(shè)置在柵極150和漏區(qū)120之間的柵場板140。柵場板140可被用于防止電場被集中在柵 極150的邊緣部。

圖2-7是顯示圖1中所示高壓半導(dǎo)體裝置的方法的截面圖。

參照圖2，第一光致抗蝕劑圖案(未示出)可在基板102上形成，且而后可使用光致抗蝕劑圖案作為掩模進行離子注入工藝以形成第一阱區(qū)110。例如，p型基板或上面形成有p型外延層的基板可被用作基板102。

第一阱區(qū)110可具有第一導(dǎo)電型。例如，n型第一阱區(qū)110可使用n型摻雜劑(如砷和磷)通過離子注入工藝形成，且而后可進行熱處理程序以激活n型第一阱區(qū)110。

第一光致抗蝕劑圖案可在第一阱區(qū)110形成之后通過拋光和/或剝除工藝移除。然后，裝置隔離區(qū)104可通過淺溝道隔離(STI)工藝形成。

參照圖3，第二光致抗蝕劑圖案160可在基板102上形成，且而后可使用第二光致抗蝕劑圖案160作為掩模進行離子注入工藝以形成具有第二導(dǎo)電型的第一漂移區(qū)115和具有第一導(dǎo)電型的第二漂移區(qū)122。

例如，p型第一漂移區(qū)115可在第一阱區(qū)110中形成，且n型第二漂移區(qū)122可在p型第一漂移區(qū)115上形成。p型第一漂移區(qū)115可使用p型摻雜劑(如硼和銦)通過離子注入工藝形成，且n型第二漂移區(qū)122可使用n型摻雜劑(如砷和磷)通過離子注入工藝形成。此外，可進行熱處理程序以激活第一和第二漂移區(qū)115和122。

參照圖4，第三光致抗蝕劑圖案162可在基板102上形成，且而后可使用第二光致抗蝕劑圖案162作為掩模進行離子注入工藝以形成具有第二導(dǎo)電型的第三阱區(qū)132。第三阱區(qū)132可設(shè)置為與第二漂移區(qū)122分開，如圖4所示。

例如，p型第三阱區(qū)132可使用p型摻雜劑(如硼和銦)通過離子注入工藝形成，且此外可進行熱處理工藝以激活p型第三阱區(qū)132。

參照圖5，柵場板140可形成在第一阱區(qū)110的部分和第二漂移區(qū)122的部分上面。柵場板140可通過局部硅氧化(LOCOS)形成。

然后，第四光致抗蝕劑圖案(未示出)可在基板102上形成，且而后可使用第四光致抗蝕劑圖案作為掩模進行離子注入工藝以在第二漂移區(qū)122中形成具有第一導(dǎo)電型的第二阱區(qū)124。

n型第二阱區(qū)124可使用n型摻雜劑(如砷和磷)通過離子注入工藝形成，且此外可進行熱處理程序以激活n型第二阱區(qū)124。

參照圖6，柵極150和柵絕緣層圖案152可形成在第一阱區(qū)110的部分、第三阱區(qū)132的部分以及柵場板140的部分上形成。

例如，柵絕緣層(未示出)和柵導(dǎo)電層(未示出)可在基板102上形成，且柵極150和柵絕緣層圖案152可通過圖案化柵導(dǎo)電層和柵絕緣層而形成。例如，硅氧化物層可用作柵隔離層，而摻雜多晶硅層可用作柵導(dǎo)電層。

參照圖7，隔離件154可于柵極150形成后在柵極150的側(cè)表面上形成。此外，第一摻雜區(qū)126和第二摻雜區(qū)134可在柵極150的兩側(cè)形成。第一和第二摻雜區(qū)126和134可使用n型摻雜劑(如砷和磷)通過離子注入工藝形成，且可分別用作漏極和源極。

具有第一導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)136可于隔離件154形成之前在第二摻雜區(qū)134的一側(cè)形成。

此外，具有第二導(dǎo)電型的第四摻雜區(qū)138可在第二摻雜區(qū)134的另一側(cè)形成，如圖1所示。

根據(jù)本申請發(fā)明的上述實施例，具有第二導(dǎo)電型的第一漂移區(qū)115可在第一導(dǎo)電型的第一阱區(qū)110中形成，且第一導(dǎo)電型的第二漂移區(qū)122可在第一漂移區(qū)115上形成。因此，高壓半導(dǎo)體裝置100的耗盡區(qū)可廣闊地擴展，且高壓半導(dǎo)體裝置100的擊穿電壓可被充分提高。

此外，第二阱區(qū)124可在第二漂移區(qū)122中形成，且用作漏極的第一摻雜區(qū)126可在第二阱區(qū)124中形成。特別地，第二漂移區(qū)122的摻雜濃度可高于第一阱區(qū)110，第二阱區(qū)124的摻雜濃度可高于第二漂移區(qū)122，且第一摻雜區(qū)126的摻雜濃度可高于第二阱區(qū)124。因此，高壓半導(dǎo)體裝置100的導(dǎo)通電阻將被充分減少。

盡管高壓半導(dǎo)體裝置100及其制備方法是參照特定實施例說明的，但它們不限于此。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可對其作出多種修改或改變，而不背離所附權(quán)利要求的實質(zhì)和范圍。