專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)與制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)與制造方法，且特別是有關(guān)于一種高壓元件的結(jié)構(gòu)與制造方法。
背景技術(shù)：
高壓元件，顧名思義就是一種可以耐較高偏壓的元件，意即高壓元件之擊穿電壓值(Breakdown Voltage)會(huì)較一般元件高?，F(xiàn)有的高壓元件主要是利用隔離層的形成、加大源極與漏極區(qū)和柵極之間距、或是在隔離層下方的漂移區(qū)與源極與漏極區(qū)下方的接合區(qū)(Grade Region)進(jìn)行輕離子摻雜(LightlyDoped)，以提高源極與漏極區(qū)的結(jié)擊穿電壓，繼之使高壓元件在高電壓的狀況下，仍能正常運(yùn)作。
圖1A所繪示為現(xiàn)有一種高壓元件的剖面示意圖。此高電壓元件系在基底100上，先形成多晶硅柵極結(jié)構(gòu)103，然后，在基底100中形成雙擴(kuò)散漏極(Double Diffused Drain，DDD)結(jié)構(gòu)104。此雙擴(kuò)散漏極結(jié)構(gòu)104包括源極區(qū)/漏極區(qū)104a以及接合區(qū)104b。其中接合區(qū)104b是用以減輕熱電子效應(yīng)(Hot Electron Effect)，藉以提高源極與漏極區(qū)104a接電的擊穿電壓。
圖1B所繪示為現(xiàn)有另一種高壓元件的剖面示意圖。在圖1B中，構(gòu)件與圖1A相同者給予相同的標(biāo)號(hào)。在圖1B所繪示的高壓元件中，在柵極結(jié)構(gòu)103與源極與漏極區(qū)104a之間形成有隔離結(jié)構(gòu)106，而且在隔離結(jié)構(gòu)106下方形成有漂移區(qū)(Drift Region)108。隔離結(jié)構(gòu)106及漂移區(qū)108也是用來(lái)減輕熱電子效應(yīng)，以提高源極區(qū)/漏極區(qū)104a接電的擊穿電壓。
然而，為了形成如接合區(qū)104b與漂移區(qū)108等構(gòu)件來(lái)調(diào)整擊穿電壓，則必須個(gè)別進(jìn)行摻雜工藝。而且，擊穿電壓值的規(guī)格或種類(lèi)愈多，這種摻雜工藝的數(shù)量就隨之愈大，而造成工藝復(fù)雜，且制造成本難以降低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種高壓元件的制造方法，以降低制造成本。
本發(fā)明的再一目的是提供一種高壓元件，以達(dá)到不同的高壓元件的規(guī)格需求。
本發(fā)明提出一種高壓元件的制造方法，包括提供基底，并于基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。然后，于基底中形成至少二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。其中第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)設(shè)置于第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)兩側(cè)的基底中，且第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與此二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間分別設(shè)置有隔離區(qū)。接著，于第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的基底上形成柵極結(jié)構(gòu)。之后，于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件的制造方法，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離在0.1至3微米之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件的制造方法，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離為0.5微米。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件的制造方法，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)及二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的形成方法包括于基底上形成第一光致抗蝕劑層。使用第一光掩模，對(duì)第一光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光。其中第一光掩模具有第一透光區(qū)圖案。之后，對(duì)第一光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之第一光致抗蝕劑層。以圖案化之第一光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行第一摻雜工藝，形成第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。去除圖案化之第一光致抗蝕劑層。之后，于基底上形成第二光致抗蝕劑層，并使用第二光掩模，對(duì)第二光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光。第二光掩模具有第二透光區(qū)圖案，第二光掩模的第二透光區(qū)圖案為第一光掩模的第一透光區(qū)圖案的反相(Reverse Tone)圖案。接著，對(duì)第二光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之第二光致抗蝕劑層。以圖案化之第二光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行第二摻雜工藝，以形成二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。然后去除圖案化之第二光致抗蝕劑層。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件的制造方法，其中第一光掩模的第一透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減第一距離，且第二光掩模的第二透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減第二距離。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件的制造方法，更包括于基底中形成隔離結(jié)構(gòu)。其中上述柵極結(jié)構(gòu)形成于隔離結(jié)構(gòu)之間的基底上，而且第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)，形成于隔離結(jié)構(gòu)外側(cè)之基底中。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件的制造方法，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型是P型，第二導(dǎo)電類(lèi)型是N型?；蛘?，第一導(dǎo)電類(lèi)型是N型，第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。
本發(fā)明再提供一種高壓元件。此高壓元件是由數(shù)個(gè)隔離結(jié)構(gòu)、第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)、至少二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)、至少二隔離區(qū)、柵極結(jié)構(gòu)以及第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)所構(gòu)成。數(shù)個(gè)隔離結(jié)構(gòu)配置于一基底中；第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)配置于這些隔離結(jié)構(gòu)之間的基底中；二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)分別配置于第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)兩側(cè)的基底中；二隔離區(qū)配置于第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的基底中；柵極結(jié)構(gòu)配置于二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的基底上；第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)配置于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離在0.1至3微米之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離為0.5微米。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件，其中柵極結(jié)構(gòu)設(shè)置于隔離結(jié)構(gòu)之間的基底上，第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)設(shè)置于隔離結(jié)構(gòu)外側(cè)之基底中。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之高壓元件，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型是P型，第二導(dǎo)電類(lèi)型是N型?；蛘?，第一導(dǎo)電類(lèi)型是N型，第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。
由于本發(fā)明的高壓元件可以利用上述各摻雜區(qū)來(lái)代替現(xiàn)有技術(shù)的接合區(qū)(Grade Region)以及漂移區(qū)(Drift)的設(shè)置，并以各摻雜區(qū)之間的距離來(lái)設(shè)定二源極與漏極區(qū)接電的擊穿電壓，因此便于用來(lái)設(shè)計(jì)不同規(guī)格的高壓元件，以達(dá)到各種擊穿電壓值的需求。
本發(fā)明又提供一種半導(dǎo)體元件的制造方法，包括提供基底?；讌^(qū)分為高壓元件區(qū)與低壓元件區(qū)。接著，于低壓元件區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于高壓元件區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。之后，于低壓元件區(qū)的基底中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于高壓元件區(qū)的基底中形成至少二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。其中在低壓元件區(qū)中，第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)與第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)相鄰。在高壓元件區(qū)中，二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)形成于第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)兩側(cè)的基底中，第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間分別設(shè)置有隔離區(qū)。接著，于高壓元件區(qū)的二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的基底上形成一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)。之后，于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中分別形成第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一源極區(qū)/漏極區(qū)。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離在0.1至3微米之間。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離為0.5微米。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，其中于低壓元件區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于高壓元件區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的方法包括于基底上形成第一光致抗蝕劑層，并使用第一光掩模，對(duì)第一光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光。第一光掩模具有第一透光區(qū)圖案。然后，對(duì)第一光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之第一光致抗蝕劑層。之后，以圖案化之第一光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行第一摻雜工藝，于低壓元件區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于高壓元件區(qū)的基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。繼之，去除圖案化之第一光致抗蝕劑層。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，其中于低壓元件區(qū)的基底中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于高壓元件區(qū)的基底中形成至少二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的方法包括于基底上形成第二光致抗蝕劑層，并使用第二光掩模對(duì)第二光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光。第二光掩模具有第二透光區(qū)圖案。第二光掩模的第二透光區(qū)圖案為第一光掩模的第一透光區(qū)圖案的反相(Reverse Tone)圖案。隨后，對(duì)第二光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之第二光致抗蝕劑層，并以圖案化之第二光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行第二摻雜工藝，以于低壓元件區(qū)的基底中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于高壓元件區(qū)的基底中形成至少二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。接著，去除圖案化之第二光致抗蝕劑層。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，其中第一光掩模在高壓元件區(qū)的第一透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減第一距離。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，其中第二光掩模在高壓元件區(qū)的第二透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減一第二距離。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，更包括于基底中形成數(shù)個(gè)隔離結(jié)構(gòu)。其中在高壓元件區(qū)中，柵極結(jié)構(gòu)形成于隔離結(jié)構(gòu)之間的基底上，而第二導(dǎo)電類(lèi)型第一源極區(qū)/漏極區(qū)，形成于這些隔離結(jié)構(gòu)外側(cè)之基底中。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，其中第一導(dǎo)電類(lèi)型是P型，第二導(dǎo)電類(lèi)型是N型。或者，第一導(dǎo)電類(lèi)型是N型，第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所述之半導(dǎo)體元件的制造方法，更包括于第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)上形成第一柵極結(jié)構(gòu)，并于第一柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型第二源極區(qū)/漏極區(qū)。然后，于第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)上形成第二柵極結(jié)構(gòu)，并于第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型第三源極區(qū)/漏極區(qū)。
由于本發(fā)明的高壓元件制造方法，可以將高壓元件的摻雜區(qū)與低壓元件的阱區(qū)整合制造，因此可以降低半導(dǎo)體工藝、光掩模設(shè)計(jì)與制作的成本，并減少工藝所需時(shí)間。


為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖中圖1A所繪示為現(xiàn)有一種高壓元件的剖面示意圖。
圖1B所繪示為現(xiàn)有另一種高壓元件的剖面示意圖。
圖2A至圖2E是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的一種半導(dǎo)體元件的制造流程剖面示意圖。
圖3A所繪示為高壓元件區(qū)201a的透光區(qū)圖案未變更前的光掩模207與光掩模215剖面示意圖。
圖3B所繪示為高壓元件區(qū)201a的透光區(qū)圖案變更后的光掩模207與光掩模215的剖面示意圖。
圖4A與圖4B為分別繪示本發(fā)明一實(shí)施例的高壓元件的剖面示意圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明100、200、300基底103、222、224a、224b、322柵極結(jié)構(gòu)104雙擴(kuò)散漏極結(jié)構(gòu)
104a、236、238、240、336源極區(qū)/漏極區(qū)104b接合區(qū)106、203、303隔離結(jié)構(gòu)108漂移區(qū)201a高壓元件區(qū)201b低壓元件區(qū)204a、212a、304、312摻雜區(qū)204b、212b阱區(qū)206、214光致抗蝕劑層206a、214a曝光部分206b、214b圖案化光致抗蝕劑層207、215光掩模208、216透光區(qū)圖案210、218摻雜工藝221、321隔離區(qū)222、224a、224b、322柵極結(jié)構(gòu)226、326間隙壁228、234a、234b、328柵介電層230、232a、232b、330柵極d1、d2、s1、s2距離具體實(shí)施方式
圖2A至圖2E是依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的一種半導(dǎo)體元件的制造流程剖面示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A，提供基底200。此基底200可分為高壓元件區(qū)201a與低壓元件區(qū)201b。之后，于基底200中形成數(shù)個(gè)隔離結(jié)構(gòu)203。隔離結(jié)構(gòu)203的制造方法例如是淺溝槽隔離工藝。隔離結(jié)構(gòu)203的材質(zhì)例如是氧化硅。之后，于基底200上形成一層光致抗蝕劑層206。此光致抗蝕劑層206的材質(zhì)例如是正光致抗蝕劑。然后，使用光掩模207進(jìn)行曝光，而于光致抗蝕劑層206中形成曝光部分206a。在圖2A中，光掩模207的透光區(qū)圖案208以斜線區(qū)域表示。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2B，進(jìn)行顯影工藝，以移除光致抗蝕劑層206之曝光部分206a，而形成圖案化光致抗蝕劑層206b。然后，以圖案化光致抗蝕劑層206b為掩模，進(jìn)行摻雜工藝210，于高壓元件區(qū)201a的基底200中形成摻雜區(qū)204a，并于低壓元件區(qū)201b的基底200中形成阱區(qū)204b。摻雜區(qū)204a與阱區(qū)204b例如是摻雜P型摻質(zhì)。摻雜區(qū)204a與阱區(qū)204b的形成方法例如是離子植入法。
接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2C，移除圖案化光致抗蝕劑層206b。移除除圖案化光致抗蝕劑層206b的方法例如是進(jìn)行灰化(Ashing)工藝與RCA溶液的清洗工藝。然后，于基底200上形成另一層光致抗蝕劑層214。此光致抗蝕劑層214的材質(zhì)例如是正光致抗蝕劑。然后，使用光掩模215進(jìn)行曝光，而于光致抗蝕劑層214中形成曝光部分214a。在圖2C中，光掩模215的透光區(qū)圖案216以斜線區(qū)域表示。
之后，請(qǐng)參照?qǐng)D2D，進(jìn)行顯影工藝，移除光致抗蝕劑層214之曝光部分214a，而形成圖案化光致抗蝕劑層214b。接著，以圖案化光致抗蝕劑層214b為掩模，進(jìn)行摻雜工藝218，于高壓元件區(qū)201a的基底200中形成至少二個(gè)摻雜區(qū)212a，并于低壓元件區(qū)201b中形成阱區(qū)212b。在高壓元件區(qū)201a中，摻雜區(qū)212a設(shè)置于摻雜區(qū)204a兩側(cè)的基底200中。摻雜區(qū)212a與阱區(qū)212b例如是摻雜N型摻質(zhì)。此外，在摻雜區(qū)204a與二個(gè)摻雜區(qū)212a之間的基底200為隔離區(qū)221。隔離區(qū)221的大小，亦即摻雜區(qū)204a與摻雜區(qū)212a的距離d1，其例如在0.1至3微米之間，優(yōu)選為0.5微米。在本發(fā)明中，所謂的隔離區(qū)221是指隔離摻雜區(qū)204a與二個(gè)摻雜區(qū)212a之間的區(qū)域，此隔離區(qū)221為基底200的一部份。
接著，請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2E，去除圖案化光致抗蝕劑層214b。去除圖案化光致抗蝕劑層214b的方法例如是進(jìn)行灰化(Ashing)工藝與RCA溶液的清洗工藝。然后，在高壓元件區(qū)201a中，于二摻雜區(qū)212a之間的基底200上形成柵極結(jié)構(gòu)222，并在低壓元件區(qū)201b的阱區(qū)204b與阱區(qū)212b上分別形成柵極結(jié)構(gòu)224a與柵極結(jié)構(gòu)224b。柵極結(jié)構(gòu)222包括柵介電層228以與門(mén)極230。柵極結(jié)構(gòu)224a包括柵極232a與柵介電層234a。柵極結(jié)構(gòu)224b包括柵極232b與柵介電層234b。
柵極結(jié)構(gòu)222、224a、224b的形成方法例如是先于高壓元件區(qū)201a與低壓元件區(qū)201b的基底200上分別形成一層厚度不同的介電層，此二層介電層之材質(zhì)例如是氧化硅。然后，以化學(xué)氣相沈積法于基底200上形成一層導(dǎo)體層，此導(dǎo)體層之材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。接著，圖案化導(dǎo)體層與此二介電層而形成柵極結(jié)構(gòu)222、224a、224b。當(dāng)然，也可以視實(shí)際需要而于柵極結(jié)構(gòu)222、柵極結(jié)構(gòu)224a、柵極結(jié)構(gòu)224b之側(cè)壁形成間隙壁226。間隙壁226的形成方法例如是先于基底200上以化學(xué)氣相沈積法形成一層介電層，其材質(zhì)例如是氮化硅，然后進(jìn)行一非等向性蝕刻工藝，移除部分介電層而形成之。
繼之，于柵極結(jié)構(gòu)222兩側(cè)的摻雜區(qū)212a中形成一源極區(qū)/漏極區(qū)236，并于柵極結(jié)構(gòu)224a兩側(cè)的阱區(qū)204b中形成源極區(qū)/漏極區(qū)238。然后，于柵極結(jié)構(gòu)224b兩側(cè)的阱區(qū)212b中形成源極區(qū)/漏極區(qū)240。源極區(qū)/漏極區(qū)236、238與240的形成順序并不限定。源極區(qū)/漏極區(qū)236、238與240的形成方法與一般的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝相同，在此不再贅述。
接著，對(duì)上述實(shí)施例中所使用的光掩模207與光掩模215進(jìn)行說(shuō)明。一般而言，在現(xiàn)有的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體工藝中，在制作P型阱區(qū)與N型阱區(qū)時(shí)，所使用的光掩模上的透光區(qū)圖案是反相(Reverse Tone)的。亦即，用于形成P型阱區(qū)與N型阱區(qū)的圖案化光致抗蝕劑層是互補(bǔ)的圖案。在本實(shí)施例中，所使用的光掩模207與光掩模215在低壓元件區(qū)201b的透光區(qū)圖案是反相(Reverse Tone)。然而，在高壓元件區(qū)201a中，由于摻雜區(qū)204a與摻雜區(qū)212a之間配置有隔離區(qū)221。因此，光掩模207與光掩模215在高壓元件區(qū)201a的透光區(qū)圖案則需要改變。
圖3A所繪示為高壓元件區(qū)201a的透光區(qū)圖案未變更前的光掩模207與光掩模215剖面示意圖。圖3B所繪示為高壓元件區(qū)201a的透光區(qū)圖案變更后的光掩模207與光掩模215的剖面示意圖。其中，透光區(qū)圖案是以斜線表示。如圖3A所示，光掩模215的透光區(qū)圖案與與光掩模207的圖案是互補(bǔ)的。因此，使用圖3A所示的光掩模207及光掩模215進(jìn)行阱區(qū)工藝時(shí)，在低壓元件區(qū)201b形成的阱區(qū)204b與阱區(qū)212b會(huì)彼此相鄰。同樣的，高壓元件區(qū)201a形成的摻雜區(qū)204a與二個(gè)摻雜區(qū)212a亦會(huì)彼此相鄰，而無(wú)法在摻雜區(qū)204a與二摻雜區(qū)212a之間分別形成隔離區(qū)221。因此，在設(shè)計(jì)光掩模時(shí)，如圖3B所示，使光掩模207與光掩模215用于形成低壓元件區(qū)的圖案維持不變，在高壓元件區(qū)的圖案則使透光區(qū)圖案的邊緣分別向內(nèi)縮減一相同或不同的距離。舉例來(lái)說(shuō)，光掩模207的透光區(qū)圖案的邊緣分別往內(nèi)縮一距離s1；光掩模215的透光區(qū)圖案的邊緣分別往內(nèi)縮一距離s2。如此，在高壓元件區(qū)201a形成的摻雜區(qū)204a與二個(gè)摻雜區(qū)212a則會(huì)彼此相距一距離，而在摻雜區(qū)204a與二摻雜區(qū)212a之間分別形成隔離區(qū)221。隔離區(qū)221的大小會(huì)由距離s1及s2來(lái)決定。當(dāng)然，在光掩模的設(shè)計(jì)上，并不一定要使光掩模207或光掩模215兩者的透光區(qū)圖案的邊緣都往內(nèi)縮，也可以使光掩模207或光掩模215其中之一的透光區(qū)圖案的邊緣往內(nèi)縮。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體元件制造方法中，由于可以將高壓元件的摻雜區(qū)與低壓元件的阱區(qū)整合制作，而不需要分別制作高壓元件的各種摻雜區(qū)，因此可以降低成本，并減少工藝所需的周期時(shí)間(Cycle Time)。特別是省略了許多光掩模設(shè)計(jì)與光刻工藝的步驟，可以增加產(chǎn)能。此外，藉由控制隔離區(qū)221的大小，亦即摻雜區(qū)204a與摻雜區(qū)212a的距離d1，而可以達(dá)到各種擊穿電壓值的需求。
圖4A與圖4B為分別繪示本發(fā)明一實(shí)施例的高壓元件的剖面示意圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D4A，本發(fā)明的高壓元件例如是制作于基底300上。此高壓元件包括數(shù)個(gè)隔離結(jié)構(gòu)303、摻雜區(qū)304、二個(gè)摻雜區(qū)312、隔離區(qū)321、柵極結(jié)構(gòu)322與源極區(qū)/漏極區(qū)336所構(gòu)成。
隔離結(jié)構(gòu)303配置于基底300中，隔離結(jié)構(gòu)303例如是淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)例如是氧化硅。
此外，摻雜區(qū)304配置于隔離結(jié)構(gòu)303之間的基底300中。摻雜區(qū)304例如是P型的摻雜區(qū)或N型的摻雜區(qū)。摻雜區(qū)312配置于摻雜區(qū)304兩側(cè)的基底300中，摻雜區(qū)312例如是N型的摻雜區(qū)或P型的摻雜區(qū)。亦即，摻雜區(qū)304與摻雜區(qū)312的導(dǎo)電類(lèi)型態(tài)相反。此外，摻雜區(qū)304與摻雜區(qū)312之間的距離d2例如在0.1至3微米之間，此距離d2優(yōu)選為0.5微米。另外，至少二個(gè)隔離區(qū)321，配置于摻雜區(qū)304與二摻雜區(qū)312之間的基底300中。摻雜區(qū)304與312之間的距離d2決定隔離區(qū)321的大小，并可以決定高壓元件的擊穿電壓值。
柵極結(jié)構(gòu)322配置于二摻雜區(qū)312之間的基底300上。柵極結(jié)構(gòu)322包括柵介電層328以與門(mén)極330。柵介電層328之材質(zhì)例如是氧化硅，柵極330之材質(zhì)例如是摻雜多晶硅。源極區(qū)/漏極區(qū)336配置于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底300中。源極區(qū)/漏極區(qū)336與摻雜區(qū)312的導(dǎo)電類(lèi)型態(tài)相同。另外也可以視實(shí)際需要而于柵極結(jié)構(gòu)322側(cè)壁設(shè)置間隙壁326。間隙壁326之材質(zhì)例如是氮化硅。
請(qǐng)參照?qǐng)D4B，在其中構(gòu)件與圖4A相同者給予相同的標(biāo)號(hào)，并省略其詳細(xì)的說(shuō)明。在此只針對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。如圖3B所示，柵極結(jié)構(gòu)322形成于隔離結(jié)構(gòu)303之間的基底300上，源極區(qū)/漏極區(qū)336配置于部分隔離結(jié)構(gòu)303外側(cè)的基底300中。
由于本發(fā)明的高壓元件可以利用上述各摻雜區(qū)來(lái)代替現(xiàn)有技術(shù)的接合區(qū)(Grade Region)以及漂移區(qū)(Drift)的設(shè)置，并以各摻雜區(qū)之間的距離來(lái)設(shè)定二源極與漏極區(qū)接電的擊穿電壓，因此便于用來(lái)設(shè)計(jì)不同規(guī)格的高壓元件，以達(dá)到各種擊穿電壓值的需求。
雖然本發(fā)明已以?xún)?yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明三保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高壓元件的制造方法，包括提供一基底；于該基底中形成一第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)；于該基底中形成至少二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)，其中該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)設(shè)置于該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)兩側(cè)的該基底中，且該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間分別設(shè)置有一隔離區(qū)；于該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的基底上形成一柵極結(jié)構(gòu)；以及于該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底中形成一第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離在0.1至3微米之間。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離為0.5微米。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)及該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的形成方法包括于該基底上形成一第一光致抗蝕劑層；使用一第一光掩模，對(duì)該第一光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光，該第一光掩模具有一第一透光區(qū)圖案；對(duì)該第一光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之該第一光致抗蝕劑層；以圖案化之該第一光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行一第一摻雜工藝，形成該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)；去除圖案化之該第一光致抗蝕劑層；于該基底上形成一第二光致抗蝕劑層；使用一第二光掩模，對(duì)該第二光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光，該第二光掩模具有一第二透光區(qū)圖案，該第二光掩模的該第二透光區(qū)圖案為該第一光掩模的第一透光區(qū)圖案的反相(Reverse Tone)圖案；對(duì)該第二光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之該第二光致抗蝕劑層；以圖案化之該第二光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行一第二摻雜工藝，形成該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)；以及去除圖案化之該第二光致抗蝕劑層。
5.如權(quán)利要求4所述的高壓元件的制造方法，其中該第一光掩模的該第一透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減一第一距離，且該第二光掩模的該第二透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減一第二距離。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓元件的制造方法，更包括于該基底中形成一隔離結(jié)構(gòu)，其中該柵極結(jié)構(gòu)形成于該隔離結(jié)構(gòu)之間的該基底上；以及該第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)，形成于該隔離結(jié)構(gòu)外側(cè)之該基底中。
7.如權(quán)利要求1所述的高壓元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型是P型，該第二導(dǎo)電類(lèi)型是N型。
8.如權(quán)利要求1所述的高壓元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型是N型，該第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。
9.一種高壓元件，包括多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)，配置于一基底中；一第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)，配置于該些隔離結(jié)構(gòu)之間的該基底中；至少二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)，分別配置于該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)兩側(cè)的該基底中；至少二隔離區(qū)，配置于該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的該基底中；一柵極結(jié)構(gòu)，配置于該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的該基底上；以及一第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)，配置于該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底中。
10.如權(quán)利要求9所述的高壓元件，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離在0.1至3微米之間。
11.如權(quán)利要求9所述的高壓元件，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離為0.5微米。
12.如權(quán)利要求9所述的高壓元件，其中該柵極結(jié)構(gòu)設(shè)置于該隔離結(jié)構(gòu)之間的該基底上；以及該第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)，設(shè)置于該隔離結(jié)構(gòu)外側(cè)之該基底中。
13.如權(quán)利要求9所述的高壓元件，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型是P型，該第二導(dǎo)電類(lèi)型是N型。
14.如權(quán)利要求9所述的高壓元件，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型是N型，該第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。
15.一種半導(dǎo)體元件的制造方法，包括提供一基底，該基底區(qū)分為一高壓元件區(qū)與一低壓元件區(qū)；于該低壓元件區(qū)的該基底中形成一第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于該高壓元件區(qū)的該基底中形成一第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)；于該低壓元件區(qū)的該基底中形成一第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于該高壓元件區(qū)的該基底中形成至少二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)，其中在該低壓元件區(qū)中，該第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)與該第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)相鄰，在該高壓元件區(qū)中，該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)形成于該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)兩側(cè)的該基底中，該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間分別設(shè)置有一隔離區(qū)；于該高壓元件區(qū)的該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的該基底上形成一柵極結(jié)構(gòu)；以及于該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底中分別形成一第二導(dǎo)電類(lèi)型第一源極區(qū)/漏極區(qū)。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離在0.1至3微米之間。
17.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的距離為0.5微米。
18.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中于該低壓元件區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于該高壓元件區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的方法包括于該基底上形成一第一光致抗蝕劑層；使用一第一光掩模，對(duì)該第一光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光，該第一光掩模具有一第一透光區(qū)圖案；對(duì)該第一光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之該第一光致抗蝕劑層；以圖案化之該第一光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行一第一摻雜工藝，于該低壓元件區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于該高壓元件區(qū)的該基底中形成該第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)；以及去除圖案化之該第一光致抗蝕劑層。
19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中于該低壓元件區(qū)的該基底中形成該第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于該高壓元件區(qū)的該基底中形成至少該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)的方法包括于該基底上形成一第二光致抗蝕劑層；使用一第二光掩模，對(duì)該第二光致抗蝕劑層進(jìn)行曝光，該第二光掩模具有一第二透光區(qū)圖案，該第二光掩模的該第二透光區(qū)圖案為該第一光掩模的第一透光區(qū)圖案的反相(Reverse Tone)圖案；對(duì)該第二光致抗蝕劑層進(jìn)行顯影，以得到圖案化之該第二光致抗蝕劑層；以圖案化之該第二光致抗蝕劑層為掩模，進(jìn)行一第二摻雜工藝，于該低壓元件區(qū)的該基底中形成該第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)，并于該高壓元件區(qū)的該基底中形成至少該二第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)；以及去除圖案化之該第二光致抗蝕劑層。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中該第一光掩模在該高壓元件區(qū)的該第一透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減一第一距離。
21.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中該第二光掩模在該高壓元件區(qū)的該第二透光區(qū)圖案的邊緣向內(nèi)縮減一第二距離。
22.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，更包括于該基底中形成多個(gè)隔離結(jié)構(gòu)，其中在該高壓元件區(qū)中，該柵極結(jié)構(gòu)形成于該些隔離結(jié)構(gòu)之間的該基底上；以及該第二導(dǎo)電類(lèi)型第一源極區(qū)/漏極區(qū)，形成于該些隔離結(jié)構(gòu)外側(cè)之該基底中。
23.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型是P型，該第二導(dǎo)電類(lèi)型是N型。
24.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，其中該第一導(dǎo)電類(lèi)型是N型，該第二導(dǎo)電類(lèi)型是P型。
25.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體元件的制造方法，更包括于該第一導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)上形成一第一柵極結(jié)構(gòu)，以及于該第一柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底中形成一第二導(dǎo)電類(lèi)型第二源極區(qū)/漏極區(qū)；于該第二導(dǎo)電類(lèi)型阱區(qū)上形成一第二柵極結(jié)構(gòu)，以及于該第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底中形成一第一導(dǎo)電類(lèi)型第三源極區(qū)/漏極區(qū)。
全文摘要
一種高壓元件的制造方法，包括先于基底中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)，再于基底中形成至少二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)。二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)分別設(shè)置于第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)兩側(cè)的基底中。第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與此二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間分別設(shè)置有一個(gè)隔離區(qū)。之后，于二個(gè)第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)之間的基底上形成一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)。接著，于柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底中形成第二導(dǎo)電類(lèi)型源極區(qū)/漏極區(qū)。藉由適當(dāng)設(shè)定第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)與第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)間的距離，使高壓元件可以滿(mǎn)足不同的高擊穿電壓的需求。此制造方法可以與低壓元件的制造整合在一起，而可以降低成本。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1815754SQ20051013171
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者陳立哲 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司