[發明專利]半導體元件及其制造方法

有效

• 申請號: 201010268531.0
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN102315260A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 方演燮;李俊昊
• 申請（專利權）人: 美格納半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/772
• 分類號: H01L29/772;H01L29/06;H01L29/36
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;孫海龍

技術領域

示例實施方式的各方面涉及一種半導體元件及其制造方法，具體而言，涉及一種利用低壓邏輯井(logic?well)來增強高壓/高功率元件的電氣特性的半導體元件，以及所述半導體元件的制造方法。

背景技術

由于隨著電子技術的發展，對于小型多功能電子器件的需求日漸增長，因此，引入了系統芯片(SOC：system-on-a-chip)技術。SOC技術將具有不同特性的多個元件集成到單個芯片中，以實現單個系統。

在SOC中交替使用高壓工作的元件和低壓工作的元件。由于這兩種類型的元件的生產過程相互不同，SOC的生產非常復雜及昂貴。

此外，形成高壓/高功率元件要求長時間的熱處理，此處理對電路中使用的低壓工作的其它邏輯元件產生影響。

近來，為了通過單個工藝形成高壓/高功率元件和低壓/邏輯元件，以擴展耗盡型金屬氧化物半導體(EDMOS：extended?drain?metal?oxide?semiconductor)來實現高壓/高功率元件，并且，已經對利用具有低壓元件的邏輯井來替代具有EDMOS元件的高壓井進行了研究。

然而，在相關技術的EDMOS元件的情況下，硅表面和相鄰的漂移區(drift?area)之間的距離極短，因此，不容易提高擊穿電壓(breakdown?voltage)和電流驅動能力。

發明內容

示例實施方式的各方面涉及一種利用低壓邏輯井(logic?well)來增強高壓/高功率的電氣特性的半導體元件，以及所述半導體元件的制造方法。

根據一種示例實施方式，半導體元件包括：襯底；通過在所述襯底的表面上的第一位置中摻雜而形成的第一井區；通過在所述襯底的表面上的第二位置中以與所述第一井區不同的類型進行摻雜而形成第二井區，在所述第一井區和所述第二井區之間的重復區，在所述重復區中，所述第一井區和所述第二井區共存；在所述重復區表面上伸展的所述第一井區和所述第二井區中形成的絕緣層；在所述絕緣層上形成的柵極，在所述第一井區的上部分上形成的源區；以及在所述第二井區的上部分上形成的漏區。

所述重復區的寬度為0.2μm至0.7μm。

與所述第一井區和所述第二井區相比，所述重復區的凈摻雜濃度較低。

所述重復區的凈摻雜濃度從所述第一井區的邊界到所述第二井區的邊界逐漸降低。

所述重復區的摻雜濃度在所述襯底的垂直方向上變化，并且井濃度剖面根據所述襯底的水平方向的摻雜濃度的變化而彎曲。

所述半導體元件還包括通過在所述源區的一部分上以與所述源區相同的類型進行摻雜而形成的LDD區，并且與所述源區相比，所述LDD區的摻雜濃度較低，所述LDD區的至少一部分位于所述柵極的下部。

所述半導體元件還可包括在所述漏區的一部分上形成的元件隔離單元。

所述元件隔離單元可以是深度比所述第二井區更淺的淺溝隔離(STI：shallow?trench?isolation)。

根據一種示例實施方式，一種制造半導體元件的方法包括：形成相互類型不同的第一井區和第二井區，并通過對襯底表面摻雜來形成所述一井區和所述第二井區相互交疊的重復區，形成從所述重復區的表面伸展到所述第一井區和所述第二井區的絕緣層，在所述絕緣層上形成柵極，并且通過進行離子注入(ion?implantation)來形成源區和漏區。

所述形成所述第一井區和所述第二井區包括通過利用低能量進行多次離子注入來逐漸形成所述第一井區和所述第二井區。

所述重復區的寬度為0.2μm至0.7μm。

與所述第一井區和所述第二井區相比，所述重復區的凈摻雜濃度較低。

所述重復區的凈摻雜濃度從所述第一井區的邊界到所述第二井區的邊界逐漸降低。

所述重復區的摻雜濃度在所述襯底的垂直方向上變化，并且井濃度剖面根據所述襯底的水平方向的摻雜濃度的變化而彎曲。

所述方法還包括通過在所述源區的一部分上以與所述源區相同的類型進行摻雜來形成LDD區，并且所述LDD區的摻雜濃度低于所述源區，所述LDD區的至少一部分位于所述柵極的下部分上。

所述方法還可包括在所述漏區的一部分上形成元件隔離單元。

所述形成元件隔離單元可以包括形成深度比所述第二井區更淺的淺溝隔離(STI：shallow?trench?isolation)。

所述重復區具有凈摻雜濃度下降速度相互不同的兩個區，并且凈摻雜濃度下降速度較慢的區的寬度比凈摻雜濃度下降速度較快的區的寬度更寬。