[發(fā)明專利]具有低寄生BJT增益和穩(wěn)定閾值電壓的橫向絕緣柵極雙極型晶體管結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310119631.0
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN103531619A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 林隆世;黃坤銘;林明毅
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/423;H01L21/331
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

1.一種半導體器件，包括：

半導體襯底，具有絕緣體層和位于所述絕緣體層上方的硅層；以及

晶體管區(qū)域，位于所述半導體襯底上方，所述晶體管區(qū)域包括：

漂移區(qū)域，具有第一導電類型并位于所述絕緣體層上方；

第一阱區(qū)域，位于所述漂移區(qū)域中并具有所述第一導電類型；

第二阱區(qū)域，位于所述漂移區(qū)域中并具有第二導電類型，所述第二導電類型與所述第一導電類型相反；

第一絕緣結(jié)構(gòu)，位于所述第一阱區(qū)域和所述第二阱區(qū)域之間的所述漂移區(qū)域上方并且部分地嵌入所述漂移區(qū)域；

第二絕緣結(jié)構(gòu)，位于所述第二阱區(qū)域上方并且部分地嵌入所述第二阱區(qū)域；

柵極結(jié)構(gòu)，位于所述第一絕緣結(jié)構(gòu)上方并且部分地位于所述第二阱區(qū)域上方；

漏極區(qū)域，位于所述第一阱區(qū)域中；

源極區(qū)域，位于所述第二絕緣結(jié)構(gòu)和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的所述第二阱區(qū)域中，所述源極區(qū)域包括具有所述第二導電類型的第一源極區(qū)域和具有所述第一導電類型的第二源極區(qū)域，所述第二源極區(qū)域部分地設置在所述柵極結(jié)構(gòu)的一部分之下；和

第三阱區(qū)域，位于所述第二阱區(qū)域內(nèi)并設置在所述源極區(qū)域的下方，所述第三阱區(qū)域以高于所述第二阱區(qū)域的劑量具有所述第二導電類型并且不被設置在所述柵極結(jié)構(gòu)的下方。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中，所述第一導電類型是n型，并且所述第二源極區(qū)域與所述SOI襯底上的低壓晶體管區(qū)域中的輕摻雜漏極(LDD)區(qū)域相比具有更高的n型摻雜物濃度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中，所述第一阱區(qū)域包括位于所述第二源極區(qū)域之下的低阻抗區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中，從上往下看時，所述第二阱區(qū)域、所述第一絕緣結(jié)構(gòu)、所述第二絕緣結(jié)構(gòu)、所述柵極結(jié)構(gòu)和所述源極結(jié)構(gòu)中的每一個都具有彎曲形狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中，所述第二源極區(qū)域部分地設置在柵極隔離件的下方。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件，其中，所述半導體襯底為p型，或者所述半導體襯底為n型。

7.一種制造晶體管的方法，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底具有第一導電類型的襯底、絕緣層和具有第二導電類型的硅層；

在所述硅層中摻雜具有所述第二導電類型的第一阱區(qū)域；

在所述硅層中摻雜具有所述第一導電類型的第二阱區(qū)域和第三阱區(qū)域，所述第二阱區(qū)域和所述第三阱區(qū)域具有不同的峰值摻雜物濃度，并且所述第一阱區(qū)域、所述第二阱區(qū)域和所述第三阱區(qū)域彼此不重疊；

在所述第一阱區(qū)域和所述第三阱區(qū)域之間的所述第二阱區(qū)域之中和上方熱生長第一絕緣層并且在所述第三阱區(qū)域中熱生長第二絕緣層；

在所述襯底上形成柵極堆疊件，所述柵極堆疊件具有覆蓋所述第一絕緣層的第一部分、覆蓋所述第三阱區(qū)域的一部分的第二部分；

在所述第三阱區(qū)域中形成第一源極區(qū)域，所述第一源極區(qū)域具有所述第二導電類型；

形成圍繞所述柵極堆疊件的柵極隔離件；

在所述第二絕緣層和所述柵極隔離件之間的所述第三阱區(qū)域中摻雜第四阱區(qū)域，所述第四阱區(qū)域具有所述第一導電類型；

在所述第四阱區(qū)域的一部分上方形成第二源極區(qū)域；以及

在所述第一阱區(qū)域中形成漏極區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一導電類型是p型，并且在所述第三阱區(qū)域中形成所述第一源極區(qū)域包括：

在形成所述柵極隔離件之前，注入具有所述第二導電類型的輕摻雜源極(LDS)區(qū)域；以及

在形成所述柵極隔離件之后，以銳角將n型摻雜物注入所述柵極隔離件下方的所述第三阱中。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一導電類型是p型，并且在所述第三阱中形成所述第一源極區(qū)域包括：

在形成所述柵極隔離件之后，以垂直角度以比形成所述LDS區(qū)域的注入更高的劑量向所述LDS區(qū)域注入n型摻雜物。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一導電類型是p型，并且在所述第三阱區(qū)域中形成所述第一源極區(qū)域包括：

在形成所述柵極隔離件之前，使用n型摻雜物以比所述半導體襯底上的低壓晶體管區(qū)域中的輕摻雜漏極(LDD)區(qū)域更高的摻雜濃度注入所述第一源極區(qū)域。