[發明專利]CMOS半導體器件及其制造方法

無效

• 申請號: 01112354.0
• 申請日: 2001-04-02
• 公開（公告）號: CN1320967A
• 公開（公告）日: 2001-11-07
• 發明（設計）人: 小山內潤
• 申請（專利權）人: 精工電子有限公司
• 主分類號: H01L27/092
• 分類號: H01L27/092;H01L21/8238
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅朋,張志醒

本發明涉及不限制外殼供電腿設置的CMOS半導體器件及其制造方法。

圖5是更低耐壓CMOS和更高耐壓CMOS混在一起的常規半導體器件的剖視圖。更低耐壓MOS是所謂的用P-型半導體襯底的單漏結構的MOS器件，更低耐壓NMOS形成在P-型半導體襯底中，更低耐壓PMOS形成在P型半導體襯底中形成的n阱中。另一方面，更高耐壓MOS中，為了提高耐壓，必須進行低濃度擴散形成漏極。更高耐壓NMOS中，為了形成高耐壓元件而不增加任何工藝，n-阱用作漏極。該結構的優點是，不僅不要求附加工藝，還因為n-阱是較深的擴散，熱容大，特別是，當該半導體器件用作輸出元件時，靜電放電(以下叫“ESD”)電阻高。P-型半導體襯底用作起始材料的原因是，為了保證ESD電阻，傾向于采用上述的更高耐壓NMOS結構，而且，與n-型半導體襯底相比，P型半導體襯底的價格低。

但是，常規結構中，封裝半導體時，特別是在標準外殼中，半導體襯底用導電粘接劑，如銀膠粘到焊片上，這就出現了連到焊片上的引線自然被限定為V_ss端的問題，而且，從電路板設計和模塊設計方面考慮，用V_dd端作為引出端設置已不能滿足用戶的要求，解決方法是按用戶的具體要求用特定的接頭和改變封裝工藝。但是，這會使成本增大。

作為另一種防范措施是，用n-型半導體襯底構成CMOS的方法。但是，在更高耐壓CMOS中的NMOS的漏極中，必須使擴散層的深度加深到某個程度。這種情況下，形成比擴散層深的P-阱是主要的，這就要求在高溫下進行長時間的熱處理。這就使成本增加，生產周期延長。

即使上述成本和生產周期問題用n-型半導體襯底能解決，但是電路設計或產品設計的穩定性和參數都不能與用P型半導體襯底的情況完全相同，因此，產品的全部特性，包括溫度特性和AC特性，都不可能完全與用P型半導體襯底的產品特性兼容，結果，不能滿足用戶希望各種性能完全相同只是供電引腳設置不同的要求。

此外，上述問題不僅存在于用更高耐壓和更低耐壓混合的CMOS構成的產品中，也存在于只用更低耐壓CMOS構成的產品中。

本發明的目的是克服上述缺點。

為了達到上述目的，按本發明，提供一種CMOS半導體器件，包括：在一種導電類型的半導體襯底上淀積的層有與襯底導電類型相反的導電類型的半導體層；反導電類型半導體層中形成的一種導電類型的深擴散層；反導電類型半導體層中形成的一種導電類型的MOS晶體管；和一種導電類型深擴散層中形成的反導電類型MOS晶體管。

而且，按本發明，提供一種CMOS半導體器件，包括：一種導電類型的半導體襯底上淀積的反導電類型的半導體層；反導電類型的半導體層中形成的一種導電類型深擴散層；反導電類型半導體層中形成的一種導電類型的低耐壓MOS晶體管；和用一種導電類型的深擴散層構成其源極或漏極的高耐壓的一種導電類型的MOS晶體管。

而且，按本發明，提供一種CMOS半導體器件，包括：低耐壓的反導電類型MOS晶體管；和高耐壓的反導電類型的MOS晶體管，兩者均形成在一種導電類型的深擴散層中。

按本發明還提供一種CMOS半導體器件，其中：一種導電類型的半導體襯底，電連接到其中形成有反導電類型的CMOS晶體管的一種導電類型的深擴散層；和反導電類型層，它有這樣的厚度，在半導體器件操作中從一種導電類型深擴散層延伸到反導電類型半導體層的耗盡層與從一種導電類型襯底延伸到反導電類型半導體的耗盡層無關。

按本發明還提供CMOS半導體器件的制造方法，包括以下步驟：在一種導電類型的半導體襯底上形成反導電類型半導體層；在反導電類型半導體層中形成一種導電類型的深擴散層；在反導電類型半導體層中形成一種導電類型MOS晶體管；在一種導電類型深擴散層中形成反導電類型MOS晶體管。

按本發明還提供CMOS半導體器件的制造方法，包括以下步驟：在一種導電類型半導體襯底上形成反導電類型半導體層；在反導電類型半導體層中形成一種導電類型深擴散層；在反導電類型半導體層中形成低耐壓的一種導電類型的MOS晶體管；在一種導電類型的深擴散層中形成反導電類型MOS晶體管，在所述的反導電類型半導體層中用所述一種導電類型的深擴散層形成高耐壓的一種導電類型的MOS晶體管的源極或漏極。

按本發明還提供半導體器件的制造方法，用外延生長形成雜質濃度為1×10¹⁴/cm³到5×10¹⁵/cm³，厚度為20至50im的反導電類型的半導體層。