專利名稱：橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路裝置，尤其涉及一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)晶體管。
背景技術(shù)：
目前，橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管已廣泛應(yīng)用于射頻(RF)/微波領(lǐng)域。例 如，應(yīng)用于功率放大器時(shí)，需要高輸出功率。因此，需要能足以承受高電壓及增大電流的橫 向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。使用多晶硅/氮氧化硅柵極堆疊的橫向擴(kuò)散金屬氧化物 半導(dǎo)體晶體管，在柵極上形成硅化物時(shí)具有控制不易的問題，造成在硅化工藝中形成部分 硅化的柵極。因此，業(yè)界亟需一種新穎的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體 (LDMOS)晶體管的制造方法，包括形成一虛置柵極于一基材上；形成一源極及一漏極于此 基材上的此虛置柵極兩側(cè)；形成一第一硅化物于此源極上及一第二硅化物于此漏極上，且 于此源極或此漏極至少其一留下與此虛置柵極相鄰的一未硅化區(qū)，以提供能足以負(fù)載應(yīng)用 于高電壓橫向金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體所需的電壓的阻抗區(qū)(resistive region)；以及對(duì)此 虛置柵極進(jìn)行一替換柵極工藝，以形成柵極。本發(fā)明還提供一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDM0Q晶體管，包括一基材；一 柵極，位于此基材上；一源極及一漏極，位于此柵極兩側(cè)；一第一硅化物，位于此源極上；以 及一第二硅化物，位于此漏極上，其中此源極或此漏極至少其一具有與此柵極相鄰的一未 硅化區(qū)，以提供能足以負(fù)載應(yīng)用于高電壓橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體所需的電壓的阻 抗區(qū)(resistive region)。本發(fā)明實(shí)施例所提供的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDM0Q晶體管及其制造方 法，具有較佳的工藝控制，因?yàn)槠錈o需在柵極區(qū)域形成硅化物。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施 例，并配合所附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1所示為依照本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。圖2至圖7所示為依照本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體 管的制造方法的各種中間階段。主要附圖標(biāo)記說明100 橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管102 基材104 源極106 第一硅化物108 漏極
110 ~第二硅化物111 ~金屬柵極
112 ~溝槽填充金屬材料114 ~功函數(shù)金屬
116 ~棚極介電層118 ~間隔物
120 ~未硅化區(qū)202 ~虛置柵極
204 ~硬掩模302 ~阻抗保護(hù)氧化層
402 ~圖案化的阻抗保護(hù)氧化層
602 ~介電層604 溝槽
具體實(shí)施例方式本發(fā)明接下來將會(huì)提供許多不同的實(shí)施例以說明本發(fā)明中不同的特征。各特定實(shí) 施例中的構(gòu)成及配置將會(huì)在以下作詳細(xì)說明以闡述本發(fā)明的精神，但這些實(shí)施例并非用于 限定本發(fā)明。本發(fā)明在此提供一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)晶體管的結(jié)構(gòu)。圖1所 示為依照本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施例的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。橫向擴(kuò)散金屬氧 化物半導(dǎo)體晶體管100包含基材102、位于基材102上的金屬柵極111、及位于基材102上 的金屬柵極111兩側(cè)的源極104及漏極108。基材102可包含塊狀硅或絕緣層上覆硅。或 者，基材102包含其他可以或不可以與硅結(jié)合的材料，例如鍺、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷 化銦、砷化鎵、銻化鎵或其他任意合適材料。柵極介電層116設(shè)置于基材102上的金屬柵極 111與晶體管100溝道222之間。間隔物118也同樣設(shè)置于金屬柵極111兩側(cè)。第一硅化物106設(shè)置于源極104上。第二硅化物110設(shè)置于漏極108上。硅化物 為硅與金屬的合金，作為制造硅裝置時(shí)的接觸材料，例如TiSi2、CoSi2, NiSi、其他硅化物或 前述的組合。硅化物結(jié)合了金屬接觸點(diǎn)(例如遠(yuǎn)低于多晶硅的阻抗)及多晶硅接觸點(diǎn)(例 如無電遷移性)的優(yōu)點(diǎn)。漏極108具有與金屬柵極111相鄰的未硅化區(qū)120，以提供一阻抗 區(qū)，能足以負(fù)載高電壓橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體應(yīng)用所需的電壓。例如，橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體廣泛地用于作為基地臺(tái)的功率擴(kuò)大器，其 需有高輸出功率，因而所對(duì)應(yīng)的漏極至源極擊穿電壓常超過60V。許多高功率射頻應(yīng)用使用 約20至50V的直流(DC)供應(yīng)電壓。在一實(shí)施例中，可定義未硅化120于間隔物118與硅化物110之間。在某些實(shí) 施例中，未硅化區(qū)120的長(zhǎng)度為約0.05 μ m至Ιμπι。柵極介電層116包含高介電常數(shù)柵 極介電材料，包含氧化鉿、硅氧化鉿、氧化鑭、氧化鋯、硅氧化鋯、氧化鉭、氧化鈦、鈦酸鋇 IS (barium strontium titanium oxide)、It酸iJH (barium titanium oxide) > ItStim (barium titanium oxide)、_m乙(yttrium oxide)、！1 }! (lead scandium tantalum oxide)、鈮酸鉛鋅(lead zinc niobate)或其他任意合適材料，這些材料可用于形成高介電 常數(shù)柵極介電質(zhì)。金屬柵極111可包含多個(gè)金屬層，例如功函數(shù)金屬層114及溝槽填充金 屬材料112。溝槽填充金屬材料112可包含鎢、鋁、鈦、氮化鈦或其他任意合適材料。表 權(quán)利要求
1.一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的制造方法，包括形成一虛置柵極于一基材上；形成一源極及一漏極于該基材上的該虛置柵極兩側(cè)；形成一第一硅化物于該源極上及一第二硅化物于該漏極上，且于該源極或該漏極至少 其一留下與該虛置柵極相鄰的一未硅化區(qū)，以提供一能負(fù)載高電壓橫向金屬氧化物半導(dǎo)體 導(dǎo)體應(yīng)用所需電壓的阻抗區(qū)；以及對(duì)該虛置柵極進(jìn)行一替換柵極工藝，以形成柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的制造方法，還包含形成一 硬掩模于該虛置柵極上。
3.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的制造方法，還包含形成一 阻抗保護(hù)氧化層于至少一部分的該虛置柵極上及該未硅化區(qū)上，以保護(hù)位于該阻抗保護(hù)氧 化層底下的區(qū)域不因硅化工藝形成該第一硅化物及該第二硅化物。
4.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的制造方法，還包含形成一 第一間隔物及一第二間隔物于該虛置柵極兩側(cè)，其中該未硅化區(qū)未被該第一間隔物或一第 二間隔物所覆蓋。
5.如權(quán)利要求1所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的制造方法，其中該柵極包 含多個(gè)金屬層。
6.一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，包括一基材；一柵極，位于該基材上；一源極及一漏極，位于該柵極兩側(cè)；一第一硅化物，位于該源極上；以及一第二硅化物，位于該漏極上，其中該源極或該漏極至少其一具有與該柵極相鄰的一 未硅化區(qū)，以提供一能負(fù)載高電壓橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體應(yīng)用所需電壓的阻抗 區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其中該未硅化區(qū)的長(zhǎng)度為 約 0. 05 μ m 至 1 μ m0
8.如權(quán)利要求6所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，還包含一高介電常數(shù)介電 層，位于該柵極及該基材之間。
9.如權(quán)利要求6所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其中該柵極包含多個(gè)金屬層。
10.如權(quán)利要求6所述的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其中柵極包含一功函數(shù) 金屬及一溝槽填充導(dǎo)電材料，其中該溝槽填充導(dǎo)電材料是選擇自下列群組鎢、鋁、鈦及氮 化鈦。
全文摘要
本發(fā)明提供一種橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制造方法，該制造方法包含形成虛置柵極于基材上；形成源極及漏極于基材上的虛置柵極兩側(cè)；形成第一硅化物于源極上；形成第二硅化物于漏極上，以使源極或漏極至少其一的未硅化區(qū)與虛置柵極相鄰，漏極的未硅化區(qū)提供一阻抗區(qū)，能足以負(fù)載高電壓橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體導(dǎo)體應(yīng)用所需的電壓；對(duì)虛置柵極進(jìn)行柵極替換工藝以形成柵極。本發(fā)明實(shí)施例所提供的制造方法，因?yàn)槠錈o需在柵極區(qū)域形成硅化物，因而具有較佳的工藝控制。
文檔編號(hào)H01L29/08GK102148162SQ20111003757
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者莊學(xué)理, 張立偉, 朱鳴 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司