[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210137860.0
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN103383963A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李秋德;林克峰;林淑雯;游焜煌;王智充;吳德源
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)華電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/423;H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別是涉及一種具導(dǎo)電插塞的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，可同時使半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)通電阻降低和擊穿電壓增加。

背景技術(shù)

對半導(dǎo)體業(yè)界來說，持續(xù)縮小半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的尺寸，并同時改善速率、效能、密度及降低成本，一直是重要的目標。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，高功率元件經(jīng)常被應(yīng)用在許多電子元件方面。在高壓操作或高功率的電源管理集成電路(Power?Management?Integrated?Circuit，PMIC)產(chǎn)品中，一般可應(yīng)用橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(Laterally?Diffused?Metal?Oxide?Semiconductor，LDMOS)或延伸式漏極金屬氧化物半導(dǎo)體(Extended?Drain?Metal?Oxide?Semiconductor，EDMOS)作為驅(qū)動元件。

導(dǎo)通電阻(On-resistance，Ron)是主宰整個半導(dǎo)體元件性能表現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。導(dǎo)通電阻或特征導(dǎo)通電阻（specific?on-resistance，Ron-sp）越低，代表整個元件的功率損耗越低。對電源管理集成電路元件來說，特別是可攜式的集成電路元件，導(dǎo)通電阻是非常重要的元件特性。目前已有許多關(guān)于改善LDMOS或EDMOS元件特性所作的結(jié)構(gòu)改良(例如改變STI的形狀或大小)，但其改善仍十分有限，以導(dǎo)通電阻對擊穿電壓的比值(Ron/BVD)來說，最多只有改良約5%左右。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，以降低其導(dǎo)通電阻，特別是利用一導(dǎo)電插塞的形成以同時使半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)通電阻降低和擊穿電壓增加，進而提升應(yīng)用元件的特性表現(xiàn)。

為達上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括第一導(dǎo)電型的一基板；第二導(dǎo)電型的一深阱，形成于基板內(nèi)并由基板表面向下擴展；第一導(dǎo)電型的一第一阱，由基板表面向下擴展并形成于深阱內(nèi)；第二導(dǎo)電型的一第二阱，于深阱內(nèi)由基板表面向下擴展并與第一阱相隔一距離；一柵極，形成于基板上并位于第一阱和第二阱之間；一絕緣物，由基板表面向下擴展并形成于柵極與第二阱間；一導(dǎo)電插塞(conductive?plug)，包括電連接的一第一部分和一第二部分，其中第一部分與柵極電連接，第二部分延伸于絕緣物里。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種半導(dǎo)體元件的制造方法，包括：

提供第一導(dǎo)電型的一基板；

形成第二導(dǎo)電型的一深阱于基板內(nèi)，并由基板表面向下擴展；

形成第一導(dǎo)電型的一第一阱，由基板表面向下擴展并形成于深阱內(nèi)；

形成第二導(dǎo)電型的一第二阱于深阱內(nèi)，由基板的表面向下擴展并與第一阱相隔一距離；

形成一絕緣物，由基板的表面向下擴展并一部分形成于第二阱處；

形成一柵極于基板上，并位于第一阱和第二阱之間，且絕緣物的另一部分對應(yīng)于柵極的下方；

形成一導(dǎo)電插塞(conductive?plug)包括電連接的一第一部分和一第二部分，其中第一部分與柵極電連接，第二部分則延伸至絕緣物里。

為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下：

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的并聯(lián)式的橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)元件的示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例的橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)元件的局部示意圖；

圖3為本發(fā)明又一實施例的橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)元件的局部示意圖；

圖4A、圖4B，其分別為操作實施例的圖1和圖2的LDMOS元件時，其電流路徑的示意圖；

圖5A、圖5B，其分別為操作實施例的圖1和圖2的LDMOS元件時，其發(fā)生擊穿電壓的示意圖；

圖6A、圖6B、圖6C，其分別為實施例的LDMOS元件的導(dǎo)電插塞與柵極接觸的三種分布態(tài)樣的上視圖。

主要元件符號說明

1、2、3：LDMOS元件

10、20、30：基板

11、21、31：深阱

102：埋層

13：P型阱

132：P型摻雜區(qū)

14：N型阱

142、242：N型場

15、25、65：柵極

150、250：通道區(qū)域

152、252a-252c：電荷累積區(qū)域

17：淺溝槽隔離物