專利名稱：高壓半導(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，更具體地，涉及一種具有低工作電阻(operation resistance)的高壓半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
圖1是示出傳統(tǒng)高壓半導(dǎo)體器件實(shí)例的剖視圖。
參照?qǐng)D1，n型漂移區(qū)110配置在p型半導(dǎo)體襯底100上的預(yù)定區(qū)域。n+型源極區(qū)域121配置在半導(dǎo)體襯底100的表面上，并以預(yù)定間隔與n型漂移區(qū)110相隔。n+型漏極區(qū)域122配置在n型漂移區(qū)110上。溝道區(qū)域102配置在n型漂移區(qū)110與n+型源極區(qū)域121之間的半導(dǎo)體襯底100的表面上，并且反型層在預(yù)定條件下形成于溝道區(qū)域102中。硅的局部氧化(LOCOS)場(chǎng)板(field plate)130配置在溝道區(qū)域102與n+型漏極區(qū)域122之間的n型漂移區(qū)110上。
柵極層150配置于溝道區(qū)域102的上方，在所述柵極層150和所述溝道區(qū)域102之間插入柵極絕緣層140。柵極層150延伸到n型漂移區(qū)110上的場(chǎng)板130的頂表面。多個(gè)柵極間隔層160形成于柵極層150的兩個(gè)側(cè)壁。n+型源極區(qū)域121、n+型漏極區(qū)域122和柵極層150分別通過(guò)它們的互連結(jié)構(gòu)連接至源極端子S、漏極端子D和柵極端子G。
在上述高壓半導(dǎo)體器件中，為了保證擊穿電壓(BV)，需要n型漂移區(qū)110，并且溝道的長(zhǎng)度要較長(zhǎng)。n型漂移區(qū)110和長(zhǎng)溝道占用了高壓半導(dǎo)體器件的大部分表面面積。另外，當(dāng)采用場(chǎng)板130時(shí)，電流經(jīng)過(guò)路徑沿場(chǎng)板130的底表面形成于n型漂移區(qū)110中，如圖1中箭頭所示。因此，相對(duì)變長(zhǎng)的電流路徑和增高的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻(Ron)降低了半導(dǎo)體器件的工作性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種高壓半導(dǎo)體器件，其可以通過(guò)降低半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻來(lái)改善半導(dǎo)體器件的工作性能。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種上述高壓半導(dǎo)體器件的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供一種高壓半導(dǎo)體器件，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底，包括相對(duì)高的第一區(qū)域、相對(duì)低的第二區(qū)域、和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的傾斜區(qū)域；第二導(dǎo)電類型的漂移區(qū)，形成于所述第二區(qū)域；第二導(dǎo)電類型的源極區(qū)域，配置于所述第一區(qū)域，并通過(guò)所述傾斜區(qū)域與所述漂移區(qū)相隔；第二導(dǎo)電類型的漏極區(qū)域，配置于所述漂移區(qū)上；場(chǎng)板，配置于所述第二區(qū)域中的漂移區(qū)上；柵極絕緣層，配置于所述源極區(qū)域與所述漂移區(qū)之間；和柵極層，其配置在所述柵極絕緣層上，并延伸至所述場(chǎng)板的頂表面。
所述第一導(dǎo)電類型可為p型，所述第二導(dǎo)電類型可為n型。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，提供一種制造高壓半導(dǎo)體器件的方法，包括在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域上形成第二導(dǎo)電類型的漂移區(qū)；在與所述漂移區(qū)接觸的半導(dǎo)體襯底的表面上形成硅的局部氧化(LOCOS)場(chǎng)板，所述LOCOS場(chǎng)板的兩側(cè)是傾斜的；通過(guò)對(duì)所述場(chǎng)板進(jìn)行圖案化而暴露出在場(chǎng)板一側(cè)的傾斜部分的半導(dǎo)體襯底；通過(guò)插入柵極絕緣層來(lái)形成柵極導(dǎo)電層圖案，其中以使柵極絕緣層與通過(guò)對(duì)場(chǎng)板進(jìn)行圖案化而暴露出的半導(dǎo)體襯底一側(cè)的傾斜部分相疊置的方式來(lái)插入所述柵極絕緣層；和形成分別配置在半導(dǎo)體襯底和漂移區(qū)中的源極/漏極區(qū)域。
優(yōu)選地，所述柵極導(dǎo)電層圖案可形成為延伸至所述場(chǎng)板的頂表面。
所述第一導(dǎo)電類型可為p型，所述第二導(dǎo)電類型可為n型。


根據(jù)結(jié)合附圖所給出的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的特征將變得清楚，其中圖1是示出傳統(tǒng)高壓半導(dǎo)體器件的實(shí)例的剖視圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體器件的剖視圖；及圖3至圖5以結(jié)構(gòu)剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體器件的制造方法。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，以使這些實(shí)施例可被所屬領(lǐng)域技術(shù)人員容易地實(shí)施。然而，本發(fā)明可以以多種不同形式來(lái)具體實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為受限于這里所述的實(shí)施例。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體器件的剖視圖。
參照?qǐng)D2，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底、即p型半導(dǎo)體襯底200包括第一區(qū)域201、低于第一區(qū)域201的第二區(qū)域202、和連接第一區(qū)域201與第二區(qū)域202的第三區(qū)域203。第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)、即n型漂移區(qū)210配置在半導(dǎo)體襯底200的第二區(qū)域202上方的預(yù)定位置。第二導(dǎo)電類型漏極區(qū)域、即具有高濃度的n+型漏極區(qū)域222配置在漂移區(qū)210上的預(yù)定位置。場(chǎng)板230配置在半導(dǎo)體襯底200的第二區(qū)域202的頂表面上。場(chǎng)板230可由氧化層形成，并包括開(kāi)口232，以暴露出n+型漏極區(qū)域222的接觸形成區(qū)域。
n+型源極區(qū)域221配置在半導(dǎo)體襯底200的第一區(qū)域201。在n+型源極區(qū)域221與n型漂移區(qū)210之間形成連接第一區(qū)域201和第二區(qū)域202的臺(tái)階(step)243。n+型源極區(qū)域221配置為相對(duì)高于n型漂移區(qū)210。傾斜的第三區(qū)域203配置在n+型源極區(qū)域221與n型漂移區(qū)210之間，并變成在預(yù)定條件下(即，當(dāng)施加?xùn)艠O電壓時(shí))形成反型層的溝道區(qū)域102。
柵極絕緣層240配置在溝道區(qū)域102上，柵極導(dǎo)電層圖案250配置在柵極絕緣層240上。柵極絕緣層240可以由氧化層形成，柵極導(dǎo)電層圖案250由多晶硅層形成。一部分柵極導(dǎo)電層圖案250配置在場(chǎng)板230的頂表面上。多個(gè)柵極間隔層260配置在柵極導(dǎo)電層圖案250的兩個(gè)側(cè)壁。柵極間隔層260可以由氮化層形成。n+型源極區(qū)域221、n+型漏極區(qū)域222和柵極導(dǎo)電層圖案250利用金屬線分別連接至源極端子S、漏極端子D和柵極端子G。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體器件中，n+型源極區(qū)域221配置為高于n型漂移區(qū)210。溝道區(qū)域102在n+型源極區(qū)域221與n型漂移區(qū)210之間具有傾斜表面(profile)。因此，與圖1相比，電流沿水平方向經(jīng)過(guò)場(chǎng)板230下方，而不需繞開(kāi)場(chǎng)板230。因此，縮短了由圖2中箭頭所示的電流路徑，從而降低了半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通電阻。
圖3至圖5以結(jié)構(gòu)剖視圖示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高壓半導(dǎo)體器件的制造方法。
參照?qǐng)D3，通過(guò)使用預(yù)定掩模層圖案來(lái)執(zhí)行離子注入工藝，將n型漂移區(qū)210形成在p型半導(dǎo)體襯底200上。通過(guò)使用抗氧化層(例如氮化層)執(zhí)行一般的硅的局部氧化(LOCOS)工藝，將LOCOS隔離層(未示出)和LOCOS場(chǎng)板230形成在n型漂移區(qū)210上。作為這種工藝的結(jié)果，場(chǎng)板230的兩側(cè)具有傾斜表面。
參照?qǐng)D4，通過(guò)使用掩模層圖案(例如光致抗蝕劑層圖案)執(zhí)行蝕刻工藝來(lái)去除部分場(chǎng)板230。去除的部分包括在場(chǎng)板230的一側(cè)具有傾斜表面的一部分；以及待在后續(xù)工藝中形成漏極接點(diǎn)的鄰近于場(chǎng)板230另一側(cè)的一部分。
參照?qǐng)D5，在襯底200的一部分表面上形成柵極絕緣層240，并且在柵極絕緣層240的整個(gè)表面上形成柵極導(dǎo)電層。所述柵極導(dǎo)電層可以由多晶硅層形成。對(duì)所述柵極導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化，以形成柵極導(dǎo)電層圖案250。柵極導(dǎo)電層圖案250疊置于由于對(duì)場(chǎng)板230圖案化而已暴露出的半導(dǎo)體襯底200的傾斜區(qū)域上方。對(duì)柵極導(dǎo)電層圖案250進(jìn)行圖案化，以使其延伸至場(chǎng)板230的頂表面。然后，多個(gè)柵極間隔層260形成在柵極導(dǎo)電層圖案250的兩個(gè)側(cè)壁。
隨后，通過(guò)使用離子注入掩模層圖案執(zhí)行一般的離子注入工藝，來(lái)形成n+型源極區(qū)域221和n+型漏極區(qū)域222，從而制造如圖2中所示的高壓半導(dǎo)體器件。
如上所述，在高壓半導(dǎo)體器件以及高壓半導(dǎo)體器件的制造方法中，源極區(qū)域被配置為高于漂移區(qū)。因此，在水平方向上縮短了柵極長(zhǎng)度，而不降低擊穿電壓，從而減小半導(dǎo)體器件的面積。另外，縮短了電流路徑的長(zhǎng)度，以減小導(dǎo)通電阻。
盡管參照優(yōu)選實(shí)施例已示出和描述本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種高壓半導(dǎo)體器件，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底，包括第一區(qū)域、低于所述第一區(qū)域的第二區(qū)域、和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的傾斜區(qū)域；第二導(dǎo)電類型的漂移區(qū)，形成于所述第二區(qū)域中；第二導(dǎo)電類型的源極區(qū)域，形成于所述第一區(qū)域中，并通過(guò)所述傾斜區(qū)域與所述漂移區(qū)相隔；第二導(dǎo)電類型的漏極區(qū)域，形成于所述漂移區(qū)上；場(chǎng)板，形成于所述第二區(qū)域中的漂移區(qū)上；柵極絕緣層，形成于所述源極區(qū)域與所述漂移區(qū)之間的半導(dǎo)體襯底上；和柵極層，其配置在所述柵極絕緣層上，并延伸至所述場(chǎng)板上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓半導(dǎo)體器件，其中所述第一導(dǎo)電類型為p型，所述第二導(dǎo)電類型為n型。
3.一種制造高壓半導(dǎo)體器件的方法，包括在第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域上形成第二導(dǎo)電類型的漂移區(qū)；在與所述漂移區(qū)接觸的半導(dǎo)體襯底的表面上形成硅的局部氧化場(chǎng)板；通過(guò)對(duì)所述場(chǎng)板進(jìn)行圖案化來(lái)暴露出半導(dǎo)體襯底的傾斜部分；在暴露出的半導(dǎo)體襯底的傾斜部分上方形成柵極導(dǎo)電層圖案，并且在所述柵極導(dǎo)電層圖案與半導(dǎo)體襯底之間形成柵極絕緣層；和分別在所述半導(dǎo)體襯底和漂移區(qū)上形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述柵極導(dǎo)電層圖案形成為延伸至所述場(chǎng)板上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電類型為p型，所述第二導(dǎo)電類型為n型。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高壓半導(dǎo)體器件，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底，包括第一區(qū)域、低于所述第一區(qū)域的第二區(qū)域、和在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間的傾斜區(qū)域；第二導(dǎo)電類型的漂移區(qū)，形成于所述第二區(qū)域；第二導(dǎo)電類型的源極區(qū)域，配置于所述第一區(qū)域，并通過(guò)所述傾斜區(qū)域與所述漂移區(qū)相隔；第二導(dǎo)電類型的漏極區(qū)域，配置于所述漂移區(qū)；場(chǎng)板，位于所述第二區(qū)域中的漂移區(qū)上；柵極絕緣層，配置于所述源極區(qū)域與所述漂移區(qū)之間；和柵極層，其配置在所述柵極絕緣層上，并延伸至所述場(chǎng)板上方。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1983635SQ200610164688
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
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