半導(dǎo)體元件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件及其制作方法，特別是涉及具有埋藏區(qū)(buried reg1n)的半導(dǎo)體元件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超高壓(Ultra-high voltage，Ultra-HV)半導(dǎo)體元件已廣泛使用于顯示元件、便攜式元件以及許多其他應(yīng)用之中。超高壓半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括較高的崩潰電壓和較低的特征導(dǎo)通電阻(specific on-resistance)。然而，超高壓半導(dǎo)體元件的特征導(dǎo)通電阻受限于元件N型漸層擴(kuò)散區(qū)(n-grade reg1n)和P型頂部反射(p_top reject1n)之間的交互作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本說明書的一實(shí)施例，一種半導(dǎo)體元件包括具有第一電性的一基材、具有第二電性并形成于基材之中的一高壓阱區(qū)、形成于高壓阱區(qū)中的一漂移區(qū)、形成于高壓阱區(qū)中且與漂移區(qū)隔離的一漏極，以及具有第一電性且形成在高壓阱區(qū)中，且位于漂移區(qū)和漏極之間的一埋藏區(qū)。
[0004]根據(jù)本說明書的另一實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體元件的制作方法，此方法包括:提供具有第一電性的基材；在基材之中形成具有第二電性的一高壓阱區(qū)、在高壓阱區(qū)中形成一漂移區(qū)、在高壓阱區(qū)中形成一漏極使其與漂移區(qū)隔離，以及在高壓阱區(qū)中形成具有第一電性的一埋藏區(qū)，使其位于漂移區(qū)和漏極之間。
[0005]所附附圖包含于說明書中，并構(gòu)成說明書內(nèi)容的一部分，用來描會(huì)所揭露的實(shí)施例，并且和相關(guān)文字說明一起用來解釋并描述該實(shí)施例的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容。
【附圖說明】
[0006]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的超高壓半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0007]圖2A至圖2M為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的制作圖1的超高壓半導(dǎo)體元件的一系列工藝結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0008]圖3為繪示圖1所示的元件以及作為比較例的另一元件的漏極特性曲線圖；
[0009]圖4為繪示圖1所示的元件以及作為比較例的另一元件的漏極特性曲線圖；
[0010]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的元件部分結(jié)構(gòu)剖面放大圖；
[0011]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated-GateBipolar Transistor，IGBT)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；以及
[0012]圖7為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的超高壓二極管的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
[0013]【符號(hào)說明】
[0014]10:超高壓半導(dǎo)體元件 60:絕緣柵雙極型晶體管
[0015]70:超高壓二極管100:基材
[0016]110:高壓N型阱區(qū)115:第一 P型阱區(qū)
[0017]116:第二 P型阱區(qū)120:漂移區(qū)
[0018]125:P型頂部區(qū)130:N型漸層擴(kuò)散區(qū)
[0019]135:摻雜區(qū)140:絕緣層
[0020]141:第一場(chǎng)氧化物部分142:第二場(chǎng)氧化物部分
[0021]143:第三場(chǎng)氧化物部分144:第四場(chǎng)氧化物部分
[0022]150:柵氧化層155:柵極層
[0023]160:間隙壁165:第一 N+ 區(qū)
[0024]166:第二 N+ 區(qū)170:第一 P+ 區(qū)
[0025]171:第二 P+區(qū)180:層間介電層
[0026]190:接觸層191:第一接觸部分
[0027]192:第二接觸部分193:第三接觸部分
[0028]194:第四接觸部分200:基材
[0029]210:高壓N型阱區(qū)215:第一 P型阱區(qū)
[0030]216:第二 P型阱區(qū)220:漂移區(qū)
[0031]225’:P型頂部區(qū)230’:N型漸層擴(kuò)散區(qū)
[0032]235’:摻雜區(qū)240:場(chǎng)氧化物層
[0033]241:第一場(chǎng)氧化物部分242:第二場(chǎng)氧化物部分
[0034]243:第三場(chǎng)氧化物部分244:第四場(chǎng)氧化物部分
[0035]250:柵氧化層255:柵極層
[0036]260:間隙壁265:第一 N+ 區(qū)
[0037]266:第二 N+ 區(qū)270:第一 P+ 區(qū)
[0038]271:第二 P+區(qū)280:層間介電層
[0039]281:第一開口282:第二開口
[0040]283:第三開口284:第四開口
[0041]285:第五開口290:接觸層
[0042]291:第一接觸部分292:第二接觸部分
[0043]293:第三接觸部分294:第四接觸部分
[0044]310:橫坐標(biāo)320:縱坐標(biāo)
[0045]330:曲線340:曲線
[0046]410:橫坐標(biāo)420:縱坐標(biāo)
[0047]430:曲線440:曲線
[0048]665:P+ 區(qū)700:接觸層
[0049]Vgs:柵極和源極之間的電壓Vbs:塊材-源極電壓
[0050]Vds:漏極和源極之間的電壓
[0051]Ids:漏極和源極之間的電流
[0052]S1:摻雜區(qū)的左側(cè)邊緣和P型頂部區(qū)的右側(cè)邊緣之間的距離
[0053]S2:摻雜區(qū)的右側(cè)邊緣和第二場(chǎng)氧化物部分的右側(cè)邊緣之間的距離
【具體實(shí)施方式】
[0054]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0055]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的超高壓半導(dǎo)體元件(以下簡稱元件10)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。在本實(shí)施例中，元件10為一種N型橫向擴(kuò)散金屬-氧化物-半導(dǎo)體(Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)元件。如圖1 所繪不，元件 10包括P型基材(P-型硅塊材/P-型磊晶)100以及形成于基材100中的高壓N型阱區(qū)(HVNW) 110?；?00可以是由娃材質(zhì)的P型塊材(P-type bulk silicon material)、P_型嘉晶或P型絕緣層上覆娃(Silicon-On-1nsulator，SOI)材料所構(gòu)成。第一 P型講區(qū)(PW) 115形成于高壓N型阱區(qū)110之中，并且與高壓N型阱區(qū)110的左側(cè)邊緣隔離。第一 P型阱區(qū)115構(gòu)成元件10的源極阱區(qū)。第二 P型阱區(qū)116形成于高壓N型阱區(qū)110之外，并鄰接高壓N型阱區(qū)110的左側(cè)邊緣。第二 P型阱區(qū)116構(gòu)成元件10的塊狀阱區(qū)(bulk well)。漂移區(qū)120形成于高壓N型阱區(qū)110之外，并鄰接高壓N型阱區(qū)110的右側(cè)邊緣。漂移區(qū)120包括P型頂部區(qū)125和形成于P型頂部區(qū)125上方的N型漸層擴(kuò)散區(qū)130。絕緣層140形成于基材100之上。絕緣層140可以是由場(chǎng)氧化物(field oxide,FOX)所構(gòu)成。以下所述的絕緣層140可稱為場(chǎng)氧化物層140。場(chǎng)氧化物層140包括一個(gè)覆蓋高壓N型阱區(qū)110的右側(cè)部分的第一場(chǎng)氧化物部分141、覆蓋漂移區(qū)120的第二場(chǎng)氧化物部分142、覆蓋位于第一P型阱區(qū)115和第二 P型阱區(qū)116間的高壓N型阱區(qū)110的左側(cè)邊緣部分的第三場(chǎng)氧化物部分143，以及覆蓋第二 P型阱區(qū)116的左側(cè)邊緣部分的第四場(chǎng)氧化物部分144。柵氧化層150形成在第一 P型阱區(qū)115的右側(cè)邊緣部分之上。柵極層155形成于柵氧化層150之上。間隙壁(spacer) 160形成于柵極層155的側(cè)壁上。第一 N型重?fù)诫s區(qū)165 (以下簡稱第一N+區(qū)165)形成于高壓N型阱區(qū)110之中，并且與漂移區(qū)120的右側(cè)邊緣隔離。第一 N+區(qū)165構(gòu)成元件10的漏極區(qū)。第二 N型重?fù)诫s區(qū)166 (以下簡稱第二 N+區(qū)166)形成于第一P型阱區(qū)115之中，并鄰接于柵極層155的左側(cè)邊緣。第一 P型重?fù)诫s區(qū)170 (以下簡稱第一P+區(qū)170)形成于第一 P型阱區(qū)115之中，并鄰接于第二 N+區(qū)166的左側(cè)邊緣。第二 N+區(qū)166和第一 P+區(qū)170共同構(gòu)成元件10的源極區(qū)。第二 P型重?fù)诫s區(qū)171 (以下簡稱第二P+區(qū)171)形成于第二 P+區(qū)116中，并構(gòu)成元件10的塊狀阱區(qū)。層間介電層(InterlayerDielectric, ILD) 180形成于基材100之上。提供一接觸層190，例如一金屬層M1，形成于層間介電層180之上。接觸層190具有多個(gè)彼此隔離的接觸部分，通過形成在層間介電層180中的不同開口，分別用來電性接觸形成于基材中的結(jié)構(gòu)的不同部分。具體來說，接觸層190包括電性接觸第一 N+區(qū)165的第一接觸部分191、電性接觸柵極層155的第二接觸部分192、電性接觸第二 N+區(qū)166和第一 P+區(qū)170的第三接觸部分193，以及電性接觸第二P+區(qū)171的第四接觸部分194。額外的層間介電層和接觸層可以形成于基材100之上。
[0056]元件10還包括P型埋藏區(qū)135 (以下簡稱「摻雜區(qū)」135)，形成于用來構(gòu)成元件10的漏極的漂移區(qū)120和第一 N+區(qū)165之間，并且靠近漂移區(qū)120的底