[發明專利]具有靜電放電保護模塊的半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201210385427.9
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN102891143A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 馬榮耀;李鐵生;王懷鋒;李恒;銀發友
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L27/06;H01L21/822
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

1.一種半導體器件，包括：

半導體襯底，具有第一導電類型，包括有效單元區域和邊緣區域；

半導體晶體管，形成于所述半導體襯底的有效單元區域中，其中所述半導體晶體管包括漏區、柵區和源區；

耦接所述柵區的柵極金屬和耦接所述源區的源極金屬；和

靜電放電保護模塊，形成于所述半導體襯底的邊緣區域上方，包括靜電放電保護層和第一隔離層，其中所述第一隔離層位于所述半導體襯底和所述靜電放電保護層之間，將所述靜電放電保護層與所述半導體襯底隔離；其中，

所述源極金屬位于所述有效單元區域上方，所述柵極金屬位于所述邊緣區域上方，所述源極金屬和所述柵極金屬之間具有隔離間隙，其中所述柵極金屬具有柵極金屬焊盤部分和柵極金屬走線部分；

所述靜電放電保護層呈餅狀，包括第一導電類型的中心摻雜區和圍繞該中心摻雜區交替排布的多個第二導電類型摻雜區和第一導電類型摻雜區，其中所述第二導電類型與所述第一導電類型相反，所述中心摻雜區實質上布滿整個所述柵極金屬焊盤部分的下方；并且

所述柵極金屬焊盤部分耦接所述靜電放電保護層的中心摻雜區，所述源極金屬耦接所述靜電放電保護層中最外圍的第一導電類型摻雜區。

2.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述靜電放電保護層進一步包括：

具有所述第二導電類型的懸浮摻雜區，環繞所述交替排布的多個第二導電類型摻雜區和第一導電類型摻雜區的外圍形成，該懸浮摻雜區電懸浮。

3.如權利要求1所述的半導體器件，其中：

所述柵極金屬焊盤部分凹陷入所述源極金屬中，在所述柵極金屬焊盤部分和所述柵極金屬走線部分之間形成連接該柵極金屬焊盤部分與柵極金屬走線部分的柵極金屬頸；

所述源極金屬具有源極金屬指，延伸至所述柵極金屬頸的兩側，以環包所述柵極金屬焊盤部分。

4.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述第一導電類型的中心摻雜區和圍繞該中心摻雜區的其它第一導電類型摻雜區具有較重的摻雜濃度。

5.如權利要求1所述的半導體器件，其進一步包括層間介電層，覆蓋所述靜電放電保護層以及所述半導體襯底，將所述柵極金屬和所述源極金屬與所述靜電放電保護層以及所述半導體襯底隔開；所述中心摻雜區通過形成于所述層間介電層中的第一通孔與所述柵極金屬焊盤部分耦接；所述靜電放電保護層中最外圍的第一導電類型摻雜區通過形成于所述層間介電層中的第二通孔與所述源極金屬耦接。

6.如權利要求1所述的半導體器件，其中所述半導體晶體管包括垂直型溝槽柵金屬氧化物半導體場效應晶體管。

7.一種形成集成有半導體晶體管和靜電放電保護模塊的半導體器件的方法，包括：

提供半導體襯底的步驟，所述半導體襯底具有第一導電類型，包括有效單元區域和邊緣區域；

在所述半導體襯底的有效單元區域中形成半導體晶體管的步驟，其中形成所述半導體晶體管的步驟包括在所述半導體襯底的有效單元區域中形成漏區、柵區和源區的步驟；

在所述半導體襯底的邊緣區域上方形成靜電放電保護模塊的步驟；以及

在所述有效單元區域上方形成源極金屬并在所述邊緣區域上方形成柵極金屬的步驟，所述源極金屬和所述柵極金屬之間具有隔離間隙，其中所述柵極金屬具有柵極金屬焊盤部分和柵極金屬走線部分；其中，

形成所述靜電放電保護模塊的步驟包括：在所述半導體襯底的邊緣區域上方形成第一隔離層的步驟；以及在所述第一隔離層上形成靜電放電保護層的步驟；其中，

形成所述靜電放電保護層的步驟包括：形成餅狀的多晶硅層以及對該多晶硅層進行摻雜的步驟，使該多晶硅層具有第一導電類型的中心摻雜區和圍繞該中心摻雜區交替排布的多個第二導電類型摻雜區和第一導電類型摻雜區；其中所述第二導電類型與所述第一導電類型相反；所述中心摻雜區實質上布滿整個所述柵極金屬焊盤部分的下方并且與所述柵極金屬焊盤部分耦接；所述多個第二導電類型摻雜區和第一導電類型摻雜區中最外圍的第一導電類型摻雜區與所述源極金屬耦接。

8.如權利要求7所述的方法，其中，對該多晶硅層進行摻雜的步驟還包括使該多晶硅層具有所述第二導電類型的懸浮摻雜區，環繞所述交替排布的多個第二導電類型摻雜區和第一導電類型摻雜區的外圍形成，該懸浮摻雜區電懸浮。