鳍状结构上的横向扩散晶体管制造技术

本发明专利技术公开一种鳍状结构上的横向扩散晶体管，横向扩散晶体管包含一具有阶梯轮廓的栅极介电层，栅极介电层的厚度由横向扩散晶体管的源极向漏极的方向增厚，此外横向扩散晶体管的制作工艺可以和低压晶体管以及其它高压晶体管的制作工艺相容。

【技术实现步骤摘要】
鳍状结构上的横向扩散晶体管
本专利技术涉及一种横向扩散晶体管，特别是涉及一种位于鳍状结构上并且其栅极介电层具有阶梯轮廓的横向扩散晶体管。
技术介绍
随着半导体集成电路制造技术的发展，对于形成于单一芯片上的控制电路、存储器、低压操作电路以及高压操作电路等元件的需求也随之增加，其中常利用绝缘栅极双载流子晶体管(insulatedgatebipolartransistor，IGBT)与双扩散金属氧化物半导体(double-diffusedmetaloxidesemiconductor，DMOS)晶体管元件作为单一芯片内的高压元件。双扩散金属氧化物半导体元件可概分为横向扩散晶体管(lateralDMOS，LDMOS)与垂直扩散晶体管(verticalDMOS，VDMOS)，其中横向扩散晶体管因与标准互补型金属氧化物半导体(CMOS)元件制作工艺具有优选的整合性，且具有优选的切换效率(powerswitchingefficiency)，又更常为业界所采用。然而随着集成电路装置尺寸的更为降低，横向扩散晶体管也需要配合缩小体积，因此急需一种小尺寸的横向扩散晶体管。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种鳍状结构上的横向扩散晶体管以克服上述问题。根据本专利技术的一优选实施例，一种横向扩散晶体管包含一基底，一鳍状结构接触并凸出于基底，一第一栅极电极跨过鳍状结构，一第一源极设置于鳍状结构中并且位于第一栅极电极的一侧，一漏极设置于鳍状结构中并且位于第一栅极电极的另一侧以及一第一栅极介电层位于鳍状结构和第一栅极电极之间，其中第一栅极介电层的厚度由第一源极向漏极的方向增厚。根据本专利技术的另一优选实施例，横向扩散晶体管可另包含一第二栅极电极跨过鳍状结构，其中漏极设于第二栅极电极的一侧并且位于第一栅极电极和第二栅极电极之间，一第二源极设置于鳍状结构中并且位于第二栅极电极的另一侧以及一第二栅极介电层位于鳍状结构和第二栅极电极之间，其中第二栅极介电层的厚度由第二源极向漏极方向增厚。附图说明图1为本专利技术的第一优选实施例所绘示的低压晶体管和横向扩散晶体管高压晶体管的立体示意图；图2为图1中的横向扩散晶体管沿AA’切线方向的侧视示意图；图3为在图2中的横向扩散晶体管上设置接触插塞的示意图；图4为图1中的横向扩散晶体管沿AA’切线方向的另一侧视示意图；图5为本专利技术的第二优选实施例所绘示的横向扩散晶体管的立体示意图；图6为图5中的横向扩散晶体管沿BB’切线方向的侧视示意图；图7为在图6中的横向扩散晶体管上设置接触插塞的示意图；图8至图10为本专利技术的第三优选实施例所绘示的横向扩散晶体管结合低压晶体管的制作方法的示意图。主要元件符号说明10基底12鳍状结构14浅沟槽隔离16第一栅极电极18第一源极20漏极22第一栅极介电层24掺杂阱25介电层26掺杂阱28接触插塞50基底52鳍状结构54浅沟槽隔离56第一栅极电极58第一源极60漏极62第一栅极介电层80基底82鳍状结构84栅极介电层86虚置栅极88源极/漏极区90源极/漏极区92介电层94栅极氧化层96金属栅极100横向扩散晶体管110低压晶体管125介电层128接触插塞156第二栅极电极158第二源极162第二栅极介电层200横向扩散晶体管200a横向扩散晶体管200b横向扩散晶体管300横向扩散晶体管400低压晶体管1122栅极介电层具体实施方式图1为依据本专利技术的第一优选实施例所绘示的低压晶体管和横向扩散晶体管高压晶体管的立体示意图，图2为图1中的横向扩散晶体管沿AA’切线方向的侧视示意图，图3为在图2中的横向扩散晶体管上形成接触插塞的示意图，图4为图1中的横向扩散晶体管沿AA’切线方向的另一侧视示意图，其中具有相同功能的元件使用相同的元件标号。如图1所示，一低压晶体管110和横向扩散晶体管100设置在一基底10上，请同时参阅图1和图2，横向扩散晶体管100包含基底10，一鳍状结构12接触并凸出于基底10，鳍状结构12从基底10延伸出来，并且二浅沟槽隔离14分别位于鳍状结构12的两侧。一第一栅极电极16跨过鳍状结构12，优选地第一栅极电极16的延伸方向X和鳍状结构12的延伸方向Y垂直，一间隙壁可以选择性地设置在第一栅极电极16的两侧，一第一源极18置设于鳍状结构12中并且位于第一栅极电极16的一侧，一漏极20设置于鳍状结构12中并且位于第一栅极电极16的另一侧，也就是说第一源极18和漏极20分别位于第一栅极电极16的相对的两侧。值得注意的是：本专利技术的横向扩散晶体管100位于鳍状结构12上。此外，第一源极18和漏极20可以利用植入P型或N型掺质在鳍状结构12中来形成，或者，第一源极18和漏极20可以为包含P型或N型掺质的外延层，外延层可以是硅锗或是碳化硅等，一第一栅极介电层22位于鳍状结构12和第一栅极电极16之间，并且第一栅极介电层22接触鳍状结构12和第一栅极电极16，优选地，第一栅极介电层22完全重叠第一栅极电极16，值得注意的是：第一栅极介电层22的厚度由第一源极18向漏极20的方向增厚，详细来说第一源极18向漏极20的方向和鳍状结构12的延伸方向Y平行，另外第一栅极介电层22的厚度变化具有一阶梯轮廓，第一栅极介电层22的厚度包含一第一厚度t1和一第二厚度t2，第一厚度t1较第二厚度t2接近漏极20，第二厚度t2较第一厚度t1接近第一源极18，第一厚度t1大于第二厚度t2，前述的阶梯轮廓由第一厚度t1和第二厚度t2组合而成。第一栅极介电层22可以整层都是使用相同材料构成，也就是说具有第一厚度t1的第一栅极介电层22和具有第二厚度t2的第一栅极介电层22的材料相同；第一栅极介电层22也可以依厚度不同，使用不同的材料构成，也就是说具有第一厚度t1的第一栅极介电层22和具有第二厚度t2的第一栅极介电层22的材料不同。第一栅极介电层22的材料可以包含单层或多层的绝缘材料层，例如氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮氧化硅、氮碳氧化硅或高介电常数材料等，具有第一厚度t1的第一栅极介电层33和具有第二厚度t2的第一栅极介电层22可以各自是单层或多层，举例而言，若是第一栅极介电层22整层都是使用相同材料构成，具有第一厚度t1的第一栅极介电层22和具有第二厚度t2的第一栅极介电层22的材料可以都是氧化硅，或是可以都是双层绝缘材料层，例如为氧化硅和氮化硅叠合而成；若是第一栅极介电层22依厚度不同，使用不同的材料构成，则具有第一厚度t1的第一栅极介电层22可以是氮化硅，具有第二厚度t2的第一栅极介电层22的材料可以是氧化硅，或者具有第一厚度t1的第一栅极介电层22可以是氧化硅和氮化硅叠合而成，具有第二厚度t2的第一栅极介电层22的材料只是氧化硅，在第一优选实施例中以具有第一厚度t1和具有第二厚度t2的第一栅极介电层22为单层的相同材料为例，优选地具有第一厚度t1和具有第二厚度t1的第一栅极介电层22为都为氧化硅，其它组合方式可依元件需求而变化在此不再赘述。第一栅极介电层22的第一厚度t1具有一第一宽度w1，第二厚度t2具有一第二宽度w2，第一宽度w1的延伸方向与第一源极18向漏极20的方向平行，也就是和鳍状结构12的延伸方向Y平行，第一宽度w1加第二宽度w2等于第一栅极介电层22的宽度，通过调控第一宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向扩散晶体管，包含：基底；鳍状结构，接触并凸出于该基底；第一栅极电极，跨过该鳍状结构；第一源极，设置于该鳍状结构中并且位于该第一栅极电极的一侧；漏极，设置于该鳍状结构中并且位于该第一栅极电极的另一侧；以及第一栅极介电层，位于该鳍状结构和该第一栅极电极之间，其中该第一栅极介电层的厚度由该第一源极向该漏极的方向增厚。

【技术特征摘要】
1.一种横向扩散晶体管，包含：基底；鳍状结构，接触并凸出于该基底；第一栅极电极，跨过该鳍状结构；第一源极，设置于该鳍状结构中并且位于该第一栅极电极的一侧；漏极，设置于该鳍状结构中并且位于该第一栅极电极的另一侧；以及第一栅极介电层，位于该鳍状结构和该第一栅极电极之间，其中该第一栅极介电层的厚度由该第一源极向该漏极的方向增厚。2.如权利要求1所述的横向扩散晶体管，其中该第一栅极介电层的厚度变化具有一阶梯轮廓。3.如权利要求2所述的横向扩散晶体管，其中该第一栅极介电层的厚度包含一第一厚度和一第二厚度，第一厚度大于第二厚度。4.如权利要求3所述的横向扩散晶体管，其中该第一厚度具有一第一宽度，该第一宽度的延伸方向与该源极向该漏极的方向相同，并且可通过调控该第一宽度可调控该位于横向扩散晶体管的操作参数。5.如权利要求3所述的横向扩散晶体管，其中具有该第一厚度的该第一栅极介电层和具有该第二厚度的该第一栅极介电层为不同材料。6.如权利要求3所述的横向扩散晶体管，其中具有该第一厚度的该第一栅极介电层和具有该第二厚度的该第一栅极介电层为相同材料。7.如权利要求3所述的横向扩散晶体管，其中该第一栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁文寅，吴奕廷，黄正同，林育名，王荏滺，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71