横向双扩散金属氧化物半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种横向双扩散金属氧化物半导体装置及其制造方法，其中，所述装置包括：外延半导体层，位于一半导体基板上；栅介电层，位于该外延半导体层上；栅堆叠物，位于该栅介电层上；第一掺杂区，位于该栅堆叠物的第一侧的该外延半导体层内；第二掺杂区，位于该栅堆叠物的第二侧的该外延半导体层内；第三掺杂区，位于该第一掺杂区内；第四掺杂区，位于该第二掺杂区内；绝缘层，覆盖该第三掺杂区、该栅介电层与该栅堆叠物；导电接触物，位于绝缘层、该第三掺杂区、该第一掺杂区与该外延半导体层之内；以及第五掺杂区，位于该导电接触物下方的该外延半导体层之内。

【技术实现步骤摘要】
横向双扩散金属氧化物半导体装置及其制造方法
本专利技术是关于集成电路装置，且特别是关于一种横向双扩散金属氧化物半导体装置(Lateraldoublediffusedmetaloxidesemiconductordevice)及其制造方法。
技术介绍
近年来，由于移动通信装置、个人通信装置等通信装置的快速发展，包括如手机、基地台等无线通信产品已都呈现大幅度的成长。于无线通信产品当中，常采用横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)装置的高电压元件以作为射频(900MHz-2.4GHz)电路相关的元件。横向双扩散金属氧化物半导体装置不仅具有高操作频宽，同时由于可以承受较高崩溃电压而具有高输出功率，因而适用于作为无线通信产品的功率放大器的使用。另外，由于横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)装置可利用传统互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺技术所形成，故其制作技术方面较为成熟且可采用成本较为便宜的硅基板所制成。请参照图1，显示了可应用于射频电路元件中的一种传统N型横向双扩散金属氧化物半导体(NtypeLDMOS)装置的一剖面示意图。如图1所示，N型横向双扩散金属氧化物半导体装置主要包括一P+型半导体基板100、形成于P+型半导体基板100上的一P-型外延半导体层102、以及形成于P-型外延半导体层102的一部上的一栅极结构G。于栅极结构G的下方及其左侧下方的P-型外延半导体层102的一部内则设置有一P-型掺杂区104，而于栅极结构G的右侧下方邻近于P-型掺杂区104的P-外延半导体层102的一部内则设置有一N-型漂移区(driftregion)106。于P型掺杂区104的一部内设置有一P+型掺杂区130与一N+型掺杂区110，而P+型掺杂区130部分接触了N+型掺杂区110的一部，以分别作为此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的一接触区(P+型掺杂区130)与一源极(N+型掺杂区110)之用，而于邻近N-型漂移区106右侧的P-外延半导体层102的一部内则设置有另一N+型掺杂区108，以作为此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的一漏极之用。此外，于栅极结构G之上形成有一绝缘层112，其覆盖了栅极结构G的侧壁与顶面，以及部分覆盖了邻近栅极结构G的N+型掺杂区108与110。再者，N型横向双扩散金属氧化物半导体装置更设置有一P+型掺杂区120，其大体位于N+型掺杂区110与其下方P-型掺杂区104的一部下方的P-型外延半导体区102之内，此P+型掺杂区120则实体地连接了P-型掺杂区104与P+半导体基板100。基于P+型掺杂区120的形成，于如图1所示的N型横向双扩散金属氧化物半导体装置操作时可使得一电流(未显示)自其漏极端(N+掺杂区108)横向地流经栅极结构G下方的通道(未显示)并朝向源极端(N+掺杂区110)流动，并接着经由P-型掺杂区104与P+掺杂区120的导引而抵达P+型半导体基板100处，如此可避免造成相邻电路元件之间的电感耦合(inductorcoupling)及串音(crosstalk)等不期望问题的发生。然而，此P+掺杂区120的形成需要高浓度、高剂量的离子注入(未显示)的实施以及如高于900℃的一较高温度的热扩散工艺的处理，且栅极结构G与N+掺杂区110的左侧之间须保持一既定距离D1，以确保N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的表现。如此，上述P+型掺杂区120的制作及栅极结构G与N+掺杂区110之间所保持的既定距离D1将相对地增加了此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的导通电阻(Ron)以及此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的元件尺寸，进而不利于N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的制造成本与元件尺寸的更为减少。
技术实现思路
有鉴于此，便需要较为改善的一种横向双扩散金属氧化物半导体装置及其制造方法，以产少横向双扩散金属氧化物半导体装置的制造成本与元件尺寸。依据一实施例，本专利技术提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体装置，包括：一半导体基板，具有一第一导电类型；一外延半导体层，位于该半导体基板上，具有该第一导电类型；一栅介电层，具有步阶状的剖面结构，位于该外延半导体层上；一栅堆叠物，顺应地位于该栅介电层之上；一第一掺杂区，位于该栅堆叠物的一第一侧的该外延半导体层的一部内，具有该第一导电类型；一第二掺杂区，位于相对该栅堆叠物的该第一侧的一第二侧的该外延半导体层的一部内，具有相反于该第一导电类型的一第二导电类型，其中该第二掺杂区的一部位于该栅堆叠物与该栅介电层之下；一第三掺杂区，位于该第一掺杂区的一部内，具有该第二导电类型；一第四掺杂区，位于该第二掺杂区的一部内，具有该第二导电类型；一绝缘层，覆盖该第三掺杂区、该栅介电层与该栅堆叠物；一导电接触物，位于绝缘层、该第三掺杂区、该第一掺杂区与该外延半导体层的一部中；以及一第五掺杂区，位于该导电接触物下方的该外延半导体层的一部内，具有该第一导电类型，其中该第五掺杂区实体接触该半导体基板与该导电接触物且环绕该导电接触物的部分侧壁与底面。依据另一实施例，本专利技术提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体装置的制造方法，包括：提供一半导体基板，具有一第一导电类型；形成一外延半导体层于该半导体基板上，具有该第一导电类型；形成一第一掺杂区于该外延半导体层的一部内，具有相对于该第一导电类型的一第二导电类型；形成一第一介电层于该外延半导体层内的该第一掺杂区之上；形成一第二介电层于该外延半导体层的一部上，邻近该第一介电层并接触该第一介电层，其中该第一介电层与该第二介电层具有不同厚度；形成一栅堆叠物于该第一介电层的一部上以及该第二介电层的一部上；形成一第二掺杂区于邻近该栅堆叠物的一第一侧的该外延半导体层的一部内，具有该第一导电类型；形成一第三掺杂区于该栅堆叠物的该第一侧的该第二掺杂区的一部内，具有相反于该第一导电类型的一第二导电类型；形成一绝缘层于该第一介电层、该栅堆叠物、与该第二介电层上；形成一第一沟槽于该栅堆叠物的该第一侧内，其中该第一沟槽穿透了该绝缘层、该第二介电层、该第三掺杂区、该第一掺杂区及该外延半导体层的一部；施行一第一离子注入工艺，于为该第一沟槽所露出的该外延半导体层的一部内形成一第四掺杂区，其中该第四掺杂区接触该半导体基板且具有该第一导电类型；形成一第一导电接触物于该第一沟槽内并接触该第四掺杂区；形成一层间介电层于该绝缘层与该第一导电接触物之上；形成一第二沟槽于相对于该栅堆叠物的该第一侧的一第二侧，其中该第二沟槽穿透了该层间介电层、该绝缘层与该第二介电层的一部，以露出该第一掺杂区的一部；施行一第二离子注入工艺，于为该第二沟槽所露出的该第一掺杂区的一部内形成一第五掺杂区，其中该第五掺杂区具有该第二导电类型；以及形成一第二导电接触物于该第二沟槽内并接触该第五掺杂区。通过本专利技术的横向双扩散金属氧化物半导体装置及其制造方法，实现了降低横向双扩散金属氧化物半导体装置的制造成本与元件尺寸，且有助于降低N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的导通电阻。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附的图式，作详细说明如下。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1为一剖面示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向双扩散金属氧化物半导体装置，其特征在于，包括：一半导体基板，具有一第一导电类型；一外延半导体层，位于所述半导体基板上，具有所述第一导电类型；一栅介电层，具有步阶状的剖面结构，位于所述外延半导体层上；一栅堆叠物，顺应地位于所述栅介电层之上；一第一掺杂区，位于所述栅堆叠物的一第一侧的所述外延半导体层的一部内，具有所述第一导电类型；一第二掺杂区，位于相对所述栅堆叠物的所述第一侧的一第二侧的所述外延半导体层的一部内，具有相反于所述第一导电类型的一第二导电类型，其中所述第二掺杂区的一部位于所述栅堆叠物与所述栅介电层之下；一第三掺杂区，位于所述第一掺杂区的一部内，具有所述第二导电类型；一第四掺杂区，位于所述第二掺杂区的一部内，具有所述第二导电类型；一绝缘层，覆盖所述第三掺杂区、所述栅介电层与所述栅堆叠物；一导电接触物，位于绝缘层、所述第三掺杂区、所述第一掺杂区与所述外延半导体层的一部中；以及一第五掺杂区，位于所述导电接触物下方的所述外延半导体层的一部内，具有所述第一导电类型，其中所述第五掺杂区实体接触所述半导体基板与所述导电接触物。

【技术特征摘要】
1.一种横向双扩散金属氧化物半导体装置，其特征在于，包括：一半导体基板，具有一第一导电类型；一外延半导体层，位于所述半导体基板上，具有所述第一导电类型；一栅介电层，具有步阶状的剖面结构，位于所述外延半导体层上；一栅堆叠物，顺应地位于所述栅介电层之上；一第一掺杂区，位于所述栅堆叠物的一第一侧的所述外延半导体层的一部内，具有所述第一导电类型；一第二掺杂区，位于相对所述栅堆叠物的所述第一侧的一第二侧的所述外延半导体层的一部内，具有相反于所述第一导电类型的一第二导电类型，其中所述第二掺杂区的一部位于所述栅堆叠物与所述栅介电层之下；一第三掺杂区，位于所述第一掺杂区的一部内，具有所述第二导电类型；一第四掺杂区，位于所述第二掺杂区的一部内，具有所述第二导电类型；一绝缘层，覆盖所述第三掺杂区、所述栅介电层与所述栅堆叠物；一导电接触物，位于绝缘层、所述第三掺杂区、所述第一掺杂区与所述外延半导体层的一部中；以及一第五掺杂区，位于所述导电接触物下方的所述外延半导体层的一部内，具有所述第一导电类型及介于1x1015原子/平方公分至5x1015原子/平方公分的掺质浓度，其中所述第五掺杂区实体接触所述半导体基板与所述导电接触物，且未与所述第一掺杂区接触。2.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体装置，其特征在于，所述第五掺杂区环绕所述导电接触物的部分侧壁与底面。3.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体装置，其特征在于，所述第一导电类型为P型而所述第二导电类型为N型，或所述第一导电类型为N型而所述第二导电类型为P型。4.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体装置，其特征在于，所述第三掺杂区为一源极区，而所述第四掺杂区为一漏极区。5.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体装置，其特征在于，所述第五掺杂区的一掺质浓度高于所述外延半导体层的一掺质浓度。6.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体装置，其特征在于，所述导电接触物包括一第一导电层以及为所述第一导电层所环绕的一第二导电层。7.一种横向双扩散金属氧化物半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供一半导体基板，具有一第一导电类型；形成一外延半导体层于所述半导体基板上，具有所述第一导电类型；形成一第一掺杂区于所述外延半导体层的一部内，具有相对于所述第一导电类型的一第二导电类型；形成一第一介电层于所述外延半导体层内的所述第一掺杂区之上；形成一第二介电层于所述外延半导体层的一部上，邻近所述第一介电层并接触所述第一介电层，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琮雄，张睿钧，杜尚晖，
申请(专利权)人：世界先进积体电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71