具有金属层的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具有金属层的半导体装置及其制造方法，该种半导体装置包括基板、高压阱、源极阱、源极区、隔离层及金属层。基板具第一导电型，高压阱形成于基板中并具第二导电型，源极阱形成于高压阱中并具第一导电型，源极区形成于源极阱中，隔离层形成于高压阱上并与源极阱分开，栅极层形成于基板上，并自源极阱的边缘部分上连续延伸至隔离层的边缘部分上，金属层形成于基板与隔离层上。金属层包括第一金属部分、第二金属部分及第三金属部分，第一金属部分与栅极层的边缘部分及隔离层的侧边部分重叠，第二金属部分与栅极层部分重叠并电性接触，第三金属部分与源极区部分重叠并电性接触。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种半导体装置及其制造方法，且特别是有关于一种具有金属层的半导体装置及其制造方法。
技术介绍
超高压(ultra-high voltage,ultra-HV)半导体装置广泛用于显示元件、可携式元件，以及许多其他应用。超高压半导体装置的设计目标，包括高崩溃电压(breakdown voltage)、低特征导通电阻(specific on-resistance)，以及兼顾在室温与高温环境下的高可靠性。然而，随着超高压半导体装置的尺寸缩小，要达到这些设计目标就变得更有挑战性。
技术实现思路
根据本专利技术的一实施例，提出一种半导体装置，包括基板、高压阱、源极阱、源极区、隔离层、栅极层以及金属层。基板具有第一导电型，高压阱形成于基板中并具有第二导电型，源极阱形成于高压阱中并具有第一导电型，源极区形成于源极阱中，隔离层形成于高压阱上方并与源极阱分开，栅极层形成于基板上方，并自源极阱的边缘部分上方连续延伸至隔离层的边缘部分上方，金属层形成于基板与隔离层上方。金属层包括第一金属部分、第二金属部分及第三金属部分，第一金属部分与栅极层的边缘部分及隔离层的侧边部分重叠，第二金属部分与栅极层部分重叠并电性接触栅极层，第三金属部分与源极区部分重叠并电性接触源极区。根据本专利技术的另一实施例，提出一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤。提供具有第一导电型的基板，于基板中形成具有第二导电型的高压阱，于高压阱中形成具有第一导电型的源极阱，于源极阱中形成源极区，于该高压阱上方形成与该源极阱分离的隔离层，于基板上方形成自源极阱的边缘部分上方连续延伸至隔离层的边缘部分的栅极层，以及于基板与隔
离层上方形成金属层。金属层包括第一金属部分、第二金属部分及第三金属部分，第一金属部分与栅极层的边缘部分及隔离层的侧边部分重叠，第二金属部分与栅极层部分重叠并电性接触栅极层，第三金属部分与源极区部分重叠并电性接触源极区。随附的图式包含于本说明书中，并作为本说明书的一部分，绘示所揭露的实施例，并与文字叙述共同说明所揭露的实施例。附图说明图1为根据一比较例绘示半导体装置的俯视图。图2为图1的半导体装置的区域A的放大俯视图。图3为图1的半导体装置中沿着图2的线段B-B’所切的剖面图。图4为根据一实施例绘示半导体装置的俯视图。图5为图4的半导体装置的区域C的放大俯视图。图6为图4的半导体装置中沿着图5的线段D-D’所切的剖面图。图7A至图7L绘示根据实施例制造图4至图6的半导体装置的工艺示意图。图8为表示图1至图3的半导体的崩溃特性(breakdown characteristics)的图形。图9为表示图4至图6的半导体的崩溃特性的图形。【符号说明】10、40：装置100、400、700：基板110、410、710：高压N阱115、415、715：第一P阱116、416、716：第二P阱120、420、720：漂移区125、425、725：P型顶区130、430、730：N型梯度区140、440、740：场氧化层141、441、741：第一场氧化部分142、442、742：第二场氧化部分143、443、743：第三场氧化部分144、444、744：第四场氧化部分150：第一栅极氧化层151：第二栅极氧化层155：第一栅极层156：第二栅极层160、460、760：间隙壁165、465、765：第一N型重掺杂区166、466、766：第二N型重掺杂区170、470、770：第一P型重掺杂区171、471、771：第二P型重掺杂区180、480、780：层间介电层190、490、790：接触层191、491、791：第一接触部分192、492、792：第二接触部分193、493、793：第三接触部分194、494、794：第四接触部分195、495、795：第五接触部分450、750：栅极氧化层455、755：栅极层725’：P型顶注入区730’：N型梯度注入区781：第一开口782：第二开口783：第三开口784：第四开口785：第五开口810、910：横坐标820、920：纵坐标830、930：曲线OD：氧化界定区域Spf：栅极层与第二氧化部分间的重叠空间Spm：栅极层与第二接触部分间的重叠空间Sm：第二接触部分与第三接触部分间的距离具体实施方式下列段落将对相对应的图式所绘示的实施例及范例进行详细的介绍。相同或相似的元件在可能的情况下将于所有图式中采用相同的元件符号表示。图1至图3根据一比较例绘示半导体装置10。图1为装置10的俯视图，仅绘示多晶硅层、金属层及氧化界定(oxide defined,OD)区域，氧化界定区域为未形成场氧化层的区域。图2为装置10的区域A的放大俯视图。图3为装置10中沿着图2的线段B-B’所切的剖面图。根据图1至图3，装置10包括P型基板(P-sub/P-epi)100，以及形成于基板100中的高压N阱(high-voltage N-well,HVNW)110。基板100可利用P型硅块材、P型外延层(epitaxial layer)，或P型绝缘层上硅(silicon-on-insulator,SOI)材料形成。第一P阱(PW)115形成于高压N阱110中，并与高压N阱110的左侧边缘分开。第一P阱115构成装置10的源极阱。第二P阱116形成于高压N阱110之外，并邻接高压N阱110的左侧边缘。第二P阱116构成装置10的基极阱。漂移区120形成于高压N阱110中，并与第一P阱115的右侧边缘分开。漂移区120包括P型顶(P-top)区125，以及形成于P型顶区125的上方的N型梯度(N-grade)区130。场氧化(field oxide,FOX)层140形成于基板100的上方。场氧化层140包括第一场氧化部分141、第二场氧化部分142、第三场氧化部分143及第四场氧化部分144，第一场氧化部分141与高压N阱110的右侧部分重叠，第二场氧化部分142与漂移区120部分重叠，第三场氧化部分143与高压N阱110的左侧边缘部分重叠并位于第一P阱115与第二P阱116之间，第四场氧化部分144与第二P阱116的左侧边缘部分重叠。第一栅极氧化层150形成于基板100的上方，并与第一P阱115的右侧边
缘部分重叠。第二栅极氧化层151形成于第二场氧化部分142的上方。第一栅极层155形成于第一栅极氧化层150的上方，并与第一P阱115的右侧边缘部分重叠。第二栅极层156形成于第二栅极氧化层151上方。间隙壁160形成于第一栅极层155及第二栅极层156的侧壁上。第一N型重掺杂(N+)区165形成于高压N阱110中，并与漂移区120的右侧边缘分开。第一N型重掺杂区165构成装置10的漏极区。第二N型重掺杂区166形成于第一P阱115中，并相邻于第一栅极层155的左侧边缘。第一P型重掺杂(P+)区170形成于第一P阱115中，并相邻于第二N型重掺杂区166的左侧边缘。第二N型重掺杂区166与第一P型重掺杂区170共同构成装置10的源极区。第二P型重掺杂区171形成于第二P阱116中，并构成接触区以与装置10的第二P阱116(即基极阱)电性接触。层间介电层180(interlayer dielectr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：一基板，具有一第一导电型；一高压阱，具有一第二导电型，并形成于该基板中；一源极阱，具有该第一导电型，并形成于该高压阱中；一源极区，形成于该源极阱中；一隔离层，形成于该高压阱上方，并与该源极阱分开；一栅极层，形成于该基板上方，并自该源极阱的一边缘部分上方连续延伸至该隔离层的一边缘部分上方；以及一金属层，形成于该基板与该隔离层上方，该金属层包括一第一金属部分、一第二金属部分及一第三金属部分，该第一金属部分与该栅极层的一边缘部分及该隔离层的一侧边部分重叠，该第二金属部分与该栅极层部分重叠并电性接触该栅极层，该第三金属部分与该源极区部分重叠并电性接触该源极区。

【技术特征摘要】
2015.03.13 US 14/657,5171.一种半导体装置，包括：一基板，具有一第一导电型；一高压阱，具有一第二导电型，并形成于该基板中；一源极阱，具有该第一导电型，并形成于该高压阱中；一源极区，形成于该源极阱中；一隔离层，形成于该高压阱上方，并与该源极阱分开；一栅极层，形成于该基板上方，并自该源极阱的一边缘部分上方连续延伸至该隔离层的一边缘部分上方；以及一金属层，形成于该基板与该隔离层上方，该金属层包括一第一金属部分、一第二金属部分及一第三金属部分，该第一金属部分与该栅极层的一边缘部分及该隔离层的一侧边部分重叠，该第二金属部分与该栅极层部分重叠并电性接触该栅极层，该第三金属部分与该源极区部分重叠并电性接触该源极区。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中该第一金属部分与该第三金属部分相连接，用以接收一源极电压。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中该第二金属部分是与栅极连接，用以接收一栅极电压。4.根据权利要求1所述的半导体装置，更包括一漂移区，该漂移区形成于该高压阱中并位于该隔离层之下。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中该漂移区包括：一顶区，具有该第一导电型，并形成于该高压阱中；及一梯度区，具有该第二导电型，并形成于该顶区上方。6.根据权利要求4所述的半导体装置，更包括一漏极区，该漏极区形成于该高压阱中，并与该漂移区分开。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中该金属层更包括一第四金属部分，该第四金属部分与该漏极区部分重叠并电性接触该漏极区。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中该第四金属部分是与漏极连接，用以接收一漏极电压。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中该半导体装置为一横向扩散金属氧化物半导体场效应晶体管装置。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中该半导体装置为一绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹景琳，林正基，简郁芩，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71