[發明專利]半導體器件及制造半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201110387820.7
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102623489A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 淺野正義;三谷純一
• 申請（專利權）人: 富士通半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L27/02;H01L21/28;H01L21/8234
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本文討論的實施例涉及一種包括橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)晶體管和靜電放電(ESD)保護元件的半導體器件以及制造該半導體器件的方法。

背景技術

迄今為止，化合物半導體元件已經主要用于處理高頻帶(微波頻帶)的信號。然而，在最近幾年，已經使用形成在半導體基底中的橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)晶體管來取代這些化合物半導體元件。LDMOS晶體管的優勢在于：與化合物半導體元件相比，可以以更低的成本制造LDMOS晶體管。此外，LDMOS晶體管的優勢還在于：可以相對容易地提高其擊穿電壓。均在內部包括LDMOS晶體管的半導體器件(集成電路)廣泛用于移動電話、無線LAN設備、車載電子設備等中。

此外，存在許多在芯片中包括靜電放電(ESD)保護元件的半導體器件，其中ESD保護元件用于防止器件的靜電擊穿。還開發了實現較高放電性能的晶閘管類型的ESD，其具有與LDMOS晶體管幾乎相同的結構。

專利文獻1：US專利No.5903032

專利文獻2：US專利No.6144070

專利文獻3：日本特開No.2001-320047

專利文獻4：日文特開No.2002-94063

發明內容

實施例的一個目的是提供一種半導體器件及一種制造半導體器件的方法，所述半導體器件包括LDMOS晶體管和ESD保護元件，所述半導體器件在確保期望特性的同時能夠以簡單的制造工藝制造并能夠實現較高的集成。

根據所公開的技術的一個方案，提供了一種包括LDMOS(橫向擴散MOS)晶體管和ESD(靜電放電)保護元件的半導體器件。所述LDMOS晶體管包括：第一柵電極，其形成在半導體基底上，絕緣膜介于所述第一柵電極和所述半導體基底之間；第一主體區域，其通過將第一導電類型的雜質注入所述半導體基底而形成，并布置在所述第一柵電極的一個邊緣側；第二導電類型的第一源極區域，其布置在所述第一主體區域的上部中；第一元件隔離膜，其形成在所述半導體基底的上部中，并且被布置成與所述第一柵電極重疊；第一漏極區域，其形成在所述半導體基底的內部，包括所述第二導電類型的雜質，并且被布置在與所述第一元件隔離膜的邊緣部分接觸并與所述第一柵電極分開的位置；以及第一漂移區域，其形成在所述半導體基底的內部，包括所述第二導電類型的雜質，并且與所述第一主體區域和所述第一漏極區域接觸。同時，所述ESD保護元件包括：第二柵電極，其形成在所述半導體基底上，絕緣膜介于所述第二柵電極和所述半導體基底之間；第二主體區域，其形成在所述半導體基底內部，包括所述第一導電類型的雜質，并且被布置在所述第二柵電極的一個邊緣側；所述第二導電類型的第二源極區域，其布置在所述第二主體區域的上部中；第二元件隔離膜，其形成在所述半導體基底的上部中，并且被布置成與所述第二柵電極重疊；陽極區域，其形成在所述半導體基底內部，包括所述第一導電類型的雜質，并且被布置在與所述第二元件隔離膜的邊緣部分接觸并與所述第二柵電極分開的位置；第三元件隔離膜，其形成在所述半導體基底的上部中，并且被布置為鄰近所述陽極區域；第二漏極區域，其形成在所述半導體基底內部，包括所述第二導電類型的雜質，并且與所述第三元件隔離膜接觸；以及第二漂移區域，其形成在所述半導體基底內部，包括所述第二導電類型的雜質，并且與所述第二主體區域、所述陽極區域和所述第二漏極區域接觸。所述半導體器件具有A1≥A2并且B1＜B2的關系，其中A1表示所述第一柵電極和所述第一元件隔離膜的重疊長度；A2表示所述第二柵電極和所述第二元件隔離膜的重疊長度；B1表示所述第一柵電極和所述第一漏極區域之間的距離；并且B2表示所述第二柵電極與所述陽極區域之間的距離。

根據以上方案的半導體器件，可以同時形成LDMOS晶體管和ESD保護元件，這避免了增加制造工藝數量。此外，所述半導體器件獲得了期望的特性，同時抑制了元件區域的擴大。因而，可以獲得半導體器件的更高集成。

附圖說明

圖1是第一實施例的半導體器件的剖面視圖；

圖2是第一實施例的半導體器件的布局；

圖3的視圖說明了在LDMOS晶體管形成區域中元件隔離膜和該元件隔離膜上的柵電極的重疊長度A1以及該柵電極的邊緣部分和漏極區域之間的距離B1；與在ESD保護元件形成區域中元件隔離膜和該元件隔離膜上的柵電極的重疊長度A2以及該柵電極的邊緣區域和陽極區域之間的距離B2之間的關系；

圖4是說明ESD保護元件的操作的圖；

圖5是例示擊穿電壓與柵電極和元件隔離膜的重疊長度之間的關系的圖；