[發明專利]高壓晶體管器件和制造方法

有效

• 申請號: 201280061404.0
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN103988287A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 馬丁·克奈普
• 申請（專利權）人: ams有限公司
• 主分類號: H01L21/266
• 分類號: H01L21/266;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

技術領域

本發明涉及一種用于高壓應用的晶體管器件，所述晶體管器件在穿通電壓和源極漏極阻斷電壓方面得到改進。

背景技術

與襯底絕緣的高壓NMOS晶體管在p型襯底中具有深的n型凹部。體部區域嵌入到n型凹部中，所述n型凹部與漏極連接。在常規運行中，在體部上能夠施加最高的電勢V_DD。為了不出現襯底體部穿通，在襯底和體部之間引入足夠高的n型摻雜。優選在電學特性方面對體部和凹部之間的pn結進行優化。如果體部位于襯底電勢上并且漏極位于VDD上(阻斷情況)，那么在體部和凹部之間的pn結上出現沿截止方向的電壓，并且相對陡的pn結能夠引起過早的擊穿。研究已經證實：擊穿主要出現在凹部角部上并且尤其出現在晶體管頂部上。將晶體管的下述邊緣區域稱作為晶體管頂部(transistor?head,transistor?fingertip)，所述邊緣區域位于電流流過通道的縱向方向的側向。

在US?7?663?203和DE?10?2005?054?672?A1中描述高壓晶體管的對稱結構，從中得出晶體管頂部相對于源極、漏極和通道的位置。

發明內容

本發明的目的是，提出一種具有有利的運行特性、尤其關于穿通電壓和源極漏極阻擋電壓具有有利的運行特性的高壓晶體管器件。也應當為器件提出一種制造方法。

所述目的借助具有權利要求1的特征的高壓晶體管器件或者借助具有權利要求6的特征的制造方法來實現。在從屬權利要求中得出設計方案。

高壓晶體管器件具有帶有摻雜的凹部的半導體襯底，所述凹部在襯底中具有下邊界面。下邊界面距襯底的上側的間距變化，使得凹部在襯底中具有不同的深度。在此，凹部的深度總是理解為凹部的下述尺寸，所述尺寸在垂直于上側的方向上以進入到半導體襯底中的方式測量并且從上側伸展至凹部的下邊界面。

在襯底的上側上，在摻雜的凹部中設置有第一導電類型的體部區域，其中摻雜的凹部的沒有由體部區域所占據的部分具有與第一傳導類型相反的第二傳導類型。體部區域在襯底的上側上具有邊緣，所述邊緣具有彼此相對置的第一邊緣側和彼此相對置的第二邊緣側。第二傳導類型的源極區域至少在第二邊緣側上設置在體部區域中。第二傳導類型的漏極區域與源極區域相對地以距體部區域一定間距的方式在上側上設置在凹部中。

襯底的上側和凹部的下邊界面之間的間距在體部區域的第一邊緣側上比在第二邊緣側上小。因此，凹部的深度在體部區域的第一邊緣側之下比在體部區域的與第一邊緣側間隔開并且包括通道區域的部分中小。

體部區域的第一邊緣側位于晶體管頂部(transistor?head,transistor?fingertip)，即晶體管的相對于通道區域側向的邊緣區域，所述邊緣區域在晶體管運行中位于源極和漏極之間的電流流動之外。

在高壓晶體管器件的一個實施例中，將體部區域的以距體部區域的第一邊緣側一定間距的方式存在于源極區域和漏極區域之間的部分設為通道區域。

在另一個實施例中，凹部在源極區域和漏極區域之間具有降低的摻雜材料濃度。在另一個實施例中，第一邊緣側短于第二邊緣側。

在另一個實施例中，半導體襯底鄰近于凹部、更確切地說在下邊界面的背離體部區域的一側上具有第一傳導類型。這尤其當半導體襯底設有用于第一傳導類型的基本摻雜時是這種情況。摻雜的凹部尤其能夠設為用于將體部區域與襯底絕緣的深的凹部。在典型的實施例中，第一傳導類型是p型傳導并且第二傳導類型是n型傳導。

在制造方法中，在半導體襯底的上側上借助于注入摻雜材料將第一傳導類型的體部區域在相反的第二傳導類型的凹部中制造，使得凹部包圍體部區域的邊緣，所述邊緣具有相對置的第一邊緣側。在上側上，在體部區域中形成第二傳導類型的源極區域，并且以距體部區域一定間距的方式在凹部中形成第二傳導類型的漏極區域。凹部形成為，使得其在垂直于上側的方向上在體部區域的第一邊緣側的區域中與在體部區域的與第一邊緣側間隔開的中部部分中相比不那么深地進入到半導體襯底中。對此使用下述注入掩膜，所述注入掩模具有在第一邊緣側的區域中縮小的開口。

在方法的一個實施例中，注入掩膜的開口在體部區域的第一邊緣側的區域中通過下述方式縮?。簩㈤_口在第一邊緣側的區域中多次劃分，相反地在所述區域之外是連續的。

在方法的另一個實施例中，將開口在體部區域的第一邊緣側的區域中劃分成平行于第一邊緣側并且橫向于第二邊緣側定向的條帶。