发明名称 高压金氧半元件之制造方法
摘要 本发明提出一种高压金氧半元件,发展成垂直式电压降结构,其元件的单位面积漂移区长度较知增加许多,因此可制造小面积且耐高压之金氧半元件。本发明所提出之制造高压金氧半元件之方法,采用渠沟作绝缘隔离,而非知以场氧化层作绝缘隔离,以及采用垂直式电压降结构,可增加元件单位面积的漂移区长度,所以本发明可应用于发展次微米高压互补式金氧半导体,增加晶圆上积体电路之积集度。再者,本发明所提出之制造高压金氧半元件之方法,采用的击穿布植未植入Nˉ掺杂区或Pˉ掺杂区之下,而仅植入金氧半导体的通道下方,故可大幅提升接面崩溃及击穿的免疫力。
申请公布号 TW392311 申请公布日期 2000.06.01
申请号 TW087106848 申请日期 1998.05.04
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 李家声
分类号 H01L21/8238 主分类号 H01L21/8238
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种高压金氧半元件之制造方法,包括:提供一半导体基底,并于其上依序形成一第一氧化层与一氮化矽层;定义绝缘隔离,蚀刻该氮化矽层、该第一氧化层与该半导体基底,形成一渠沟;实施氧化法,于该渠沟中形成一第二氧化层;沉积一第三氧化层,填入该渠沟中;于该沟渠间隔之间,形成一N井与一P井;移除该氮化矽层与该第一氧化层;在该半导体基底上方,形成一第四氧化层;在该N井中,形成一第一P-区;在该P井中,形成一第一N-区;在该N井中,形成一P+区;在该P井中,形成一N+区;进行一蚀刻步骤,在该N井中,依序蚀刻部分该第四氧化层、该P+区与该第一P-区,蚀刻停止于该第一P-区与该N井的介面,形成一第一开口;同时在该P井中,依序蚀刻部分该第四氧化层、该N+区与该第一N-区,蚀刻停止于该第一N-区与该P井的介面,形成一第二开口;去除该第四氧化层;在该半导体基底上方,形成一第五氧化层;对该N井进行PMOS击穿布値与临限电压布植;对该P井进行NMOS击穿布値与临限电压布植;去除该第五氧化层;于该半导体基底上方,形成一闸极氧化层;在该N井内的该第一开口底部上之该闸极氧化层之上,形成一第一电导体层;同时,在该P井内的该第二开口底部上之该闸极氧化层之上,形成一第二电导体层;对该N井区域进行P型掺质淡掺杂,于该N井内位于该第一开口下方形成一第二P-区;以及对该P井区域进行N型掺质淡掺杂,于该P井内位于该第二开口下方形成一第二N-区。2.一种高压金氧半元件之制造方法,包括:提供一半导体基底,并于其上依序形成一第一氧化层与一氮化矽层;定义绝缘隔离,蚀刻该氮化矽层、该第一氧化层与该半导体基底,形成一渠沟;实施氧化法,于该渠沟中形成一第二氧化层;沉积一第三氧化层,填入该渠沟中;于该沟渠间隔之间,形成一N井与一P井;移除该氮化矽层与该第一氧化层;在该半导体基底上方,形成一第四氧化层;在该N井中,形成一第一P-区;在该P井中,形成一第一N-区;在该N井中,形成一P+区;在该P井中,形成一N+区;进行一蚀刻步骤,在该N井中,依序蚀刻部分该第四氧化层、该P+区与该第一P-区,蚀刻停止于该第一P-区与该N井的介面,形成一第一开口;同时在该P井中,依序蚀刻部分该第四氧化层、该N+区与该第一N-区,蚀刻停止于该第一N-区与该P井的介面,形成一第二开口;对该N井进行PMOS击穿布植与临限电压布植;对该P井进行NMOS击穿布値与临限电压布植;去除该第四氧化层;于该半导体基底上方,形成一闸极氧化层;在该N井内的该第一开口底部上之该闸极氧化层之上,形成一第一电导体层;同时,在该P井内的该第二开口底部上之该闸极氧化层之上,形成一第二电导体层;对该N井区域进行P型掺质淡掺杂,于该N井内位于该第一开口下方形成一第二P-区;以及对该P井区域进行N型掺质淡掺杂,于该P井内位于该第二开口下方形成一第二N-区。3.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中以高浓度电浆化学气相沉积法沉积该第三氧化层。4.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中形成该N井与该P井之步骤更包括,在欲形成该N井之区域布植N型掺质,以及在欲形成该P井之区域布植P型掺质,之后加热趋入形成该N井与该P井。5.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中该第一P-区为P型掺质淡掺杂区,该第一N-区为N型掺质淡掺杂区。6.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中形成该第一P-区与该第一N-区之步骤更包括,对该N井布植低浓度P型掺质,以及对该P井布植低浓N型掺质,之后加热趋入,在该N井中形成该第一P-区,在该P井中形成该第一N-区。7.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中该P+区为P型掺质浓掺杂区,该N+区为N型掺质浓掺杂区。8.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中形成该P+区与该N+区之步骤更包括,对该N井布植高浓度P型掺质,以及对该P井布植高浓度N型掺质,之后加热趋入,在该N井中形成该P+区,在该P井中形成该N+区。9.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中以一乾蚀刻进行该蚀刻步骤。10.如申请专利范围第1项所述之制造方法,其中去除该第四氧化层与形成该第五氧化层之步骤,系用以消除该半导体基底表面上之尖锐角。11.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中分别以P31与BF2对该N井进行PMOS击穿布植与临限电压布植。12.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中分别以B11与BF2对该P井进行NMOS击穿布植与临限电压布植。13.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中该第一电导体层与该第二电导体层包括经掺杂之复晶矽层。14.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中形成该第一电导体层与该第二电导体层之步骤更包括,在该闸极氧化层上方,形成一复晶矽层,掺杂该复晶矽层,并且定义该复晶矽层图案,同时,在该第一开口中形成该第一电导体层,在该第二开口中形成该第二电导体层。15.如申请专利范围第1或2项所述之制造方法,其中该第一电导体层并未完全覆盖该第一开口底部,该第二电导体层并未完全覆盖该第二开口底部。16.一种高压金氧半元件之制造方法,包括:提供一半导体基底,并于其上依序形成一第一氧化层与一氮化矽层;定义绝缘隔离,蚀刻该氮化矽层、该第一氧化层与该半导体基底,形成一渠沟;实施氧化法,于该渠沟中形成一第二氧化层;沉积一第三氧化层,填入该渠沟中;于该沟渠间隔之间,形成一N井;移除该氮化矽层与该第一氧化层;在该半导体基底上方,形成一第四氧化层;在该N井中,形成一第一P-区;在该N井中,形成一P+区;进行一蚀刻步骤,在该N井中,依序蚀刻部分该第四氧化层、该P+区与该第一P-区,蚀刻停止于该第一P-区与该N井的介面,形成一开口;对该N井进行PMOS击穿布植与临限电压布植;去除该第四氧化层;于该半导体基底上方,形成一闸极氧化层;在该N井内的该开口底部上之该闸极氧化层之上,形成一电导体层;以及对该N井区域进行P型掺质淡掺杂,于该N井内位于该第一开口下方形成一第二P-区。17.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中以高浓度电浆化学气相沉积法沉积该第三氧化层。18.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中形成该N井之步骤更包括,在欲形成该N井之区域布植N型掺质,之后加热趋入形成该N井。19.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中该第一P-区为P型掺质淡掺杂区。20.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中形成该第一P-区之步骤更包括,对该N井布植低浓度P型掺质,之后加热趋入,在该N井中形成该第一P-区。21.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中该P+区为P型掺质浓掺杂区。22.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中形成该P+区之步骤更包括,对该N井布植高浓度P型掺质,之后加热趋入,在该N井中形成该P+区。23.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中以一乾蚀刻进行该蚀刻步骤。24.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中别以P31与BF2对该N井进行PMOS击穿布植与临限电压布植。25.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中该电导体层包括经掺杂之复晶矽层。26.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中形成该电导体层之步骤更包括,在该闸极氧化层上方,形成一复晶矽层,掺杂该复晶矽层,并且定义该复晶矽层图案,在该开口中形成该电导体层。27.如申请专利范围第16项所述之制造方法,其中该电导体层并未完全覆盖该开口底部。28.一种高压金氧半元件之制造方法,包括:提供一半导体基底,并于其上依序形成一第一氧化层与一氮化矽层;定义绝缘隔离,蚀刻该氮化矽层、该第一氧化层与该半导体基底,形成一渠沟;实施氧化法,于该渠沟中形成一第二氧化层;沉积一第三氧化层,填入该渠沟中;于该沟渠间隔之间,形成一P井;移除该氮化矽层与该第一氧化层;在该半导体基底上方,形成一第四氧化层;在该p井中,形成一第一N-区;在该P井中,形成一N+区;进行一蚀刻步骤,在该P井中,依序蚀刻部分该第四氧化层、该N+区与该第一N-区,蚀刻停止于该第一N-区与该P井的介面,形成一开口;对该P井进行NMOS击穿布植与临限电压布植;去除该第四氧化层;于该半导体基底上方,形成一闸极氧化层;在该P井内的该开口底部上之该闸极氧化层之上,形成一电导体层;以及对该P井区域进行N型掺质淡掺杂,于该P井内位于该第一开口下方形成一第二N-区。29.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中以高浓度电浆化学气相沉积法沉积该第三氧化层。30.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中形成该P井之步骤更包括,在欲形成该P井之区域布植P型掺质,之后加热趋入形成该P井。31.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中该第一N-区为N型掺质淡掺杂区。32.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中形成该第一N-区之步骤更包括,对该P井布植低浓度N型掺质,之后加热趋入,在该P井中形成该第一N-区。33.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中该N+区为N型掺质浓掺杂区。34.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中形成该N+区之步骤更包括,对该P井布植高浓度N型掺质,之后加热趋入,在该P井中形成该N+区。35.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中以一乾蚀刻进行该蚀刻步骤。36.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中分别以B11与BF2对该P井进行NMOS击穿布値与临限电压布植。37.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中该电导体层包括经掺杂之复晶矽层。38.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中形成该电导体层之步骤更包括,在该闸极氧化层上方,形成一复晶矽层,掺杂该复晶矽层,并且定义该复晶矽层图案,在该开口中形成该电导体层。39.如申请专利范围第28项所述之制造方法,其中该电导体层并未完全覆盖该开口底部。图式简单说明:第一图A、第一图B与第一图C,其分别绘示几中习知之高压金氧半元件之结构剖面图;以及第二图A至第二图M绘示依照本发明一较佳实施例的一种高压金氧半元件之制造方法流程示意图。
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