使用低压工艺制造的高压器件制造技术

一种高压晶体管包括有源区，有源区包括由浅沟槽隔离的边界的内边缘限定的第一导电类型的扩散区。具有侧边缘和端部边缘的栅极设置在有源区之上。与第一导电类型相反的第二导电类型的分隔开的源极区和漏极区关于栅极的侧边缘向外设置在有源区中。比源极区和漏极区更轻掺杂的第二导电类型的轻掺杂区包围源极区和漏极区并且在源极区和漏极区之间朝向栅极向内延伸以限定沟道，并且朝向浅沟槽隔离的所有内边缘向外延伸。从至少漏极区的轻掺杂区的外部边缘与浅沟槽隔离的内边缘分隔开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2013年11月21日提交的美国临时专利申请No.61/907,235“HighVoltageDeviceFabricatedUsingLow-VoltageProcesses”的益处，其内容通过参考完全结合在本公开中。
技术介绍
对硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)非易失性存储器编程要求相对于在器件上使用的其它电压的介质高或者高编程电压。用于提供这些编程电压的器件应该具有充分高的结击穿电压，并且通常使用比标准I/O器件更厚的栅极氧化物层被制造，以增加栅极击穿电压。将这些器件的形成结合到现有互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺中通常涉及附加掩模和不是传统CMOS制造工艺的一部分的工艺步骤。更特别地，为了实现足够的栅极和结击穿电压，现有高(高于10V)或者介质高(5V至10V)电压器件特别是在限定这些器件的有源区的浅沟槽隔离(STI)区的边缘处、以及前述较厚栅极处使用定制的掺杂轮廓，这所有均致使降低产量。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，公开了可以使用传统CMOS工艺制造的高压(5V至10V)晶体管，而不需要设置附加掩模和其它工艺步骤。晶体管包括包围至少漏极区并且可选地源极区的轻掺杂区。轻掺杂区朝向由浅沟槽隔离(STI)的内边缘限定的有源区的边缘向外延伸，然而轻掺杂区的外边缘与浅沟槽隔离的内边缘分隔开。附图说明图1是根据本专利技术的一方面的高压晶体管的示意性布局的顶视图。图2是在跨沟道的宽度的方向上沿着线2-2获得的图1的高压晶体管的布局的截面图。图3是在沿着沟道的漏极边缘的方向上沿着栅极的漏极边缘附近的线3-3获得的图1的高压晶体管的布局的截面图。图4是根据本专利技术的另一方面的高压晶体管的示例性布局的顶视图。图5是在跨沟道的宽度的方向上沿着线5-5获得的图4的高压晶体管的布局的截面图。图6是在沿着沟道的漏极边缘的方向上沿着栅极的漏极边缘附近的线6-6获得的图4的高压晶体管的布局的截面图。图7是示出用于本专利技术的高压晶体管的示例性制造工艺的流程图。具体实施方式本领域普通技术人员将认识到，本专利技术的以下描述仅是示例性的，并且不以任何方式限制。本专利技术的其它实施方式容易将它们本身提供给这样的本领域技术人员。关于在P-阱中形成的n-沟道器件特别描述以下实施方式，将理解，在N-阱中形成的p-沟道器件类似地形成。参考图1至图3，顶视图和截面图示出根据本专利技术的一方面制造的高压晶体管10的示例性布局，其中，晶体管的漏极侧从扩散边缘被回撤(pullback)。图1是顶视图，图2是在跨沟道的宽度的方向上沿图1的线2-2获得的截面图，并且图3是在沿着沟道的漏极边缘的方向上沿着在栅极的漏极边缘附近的图1的线3-3获得的截面图。高压晶体管10的有源区是位于浅沟槽隔离区14内的p-阱区12。N+源极区16和N+漏极区18形成在p-阱12中。轻掺杂漏极(LDD)区20和22分别包围源极区16和漏极区18，并且在源极和漏极之间限定沟道。栅极24在沟道之上设置在基板上方并且与基板绝缘。隔离物26形成在栅极的侧边缘上，以通过阻挡在本领域中已知的栅极边缘处的较高源极/漏极注入物制造形成LDD区20和22。在典型实施方式中，LDD掺杂水平在约5e16cm-3与5e17cm-3之间，并且源极/漏极注入物掺杂在约1e19cm-3与1e20cm-3之间。隔离物在图2中示出但是在图1中未被指示以避免使附图复杂化。如图2中所示，p-阱扩散12中的LDD区域22的从晶体管10的漏极18向外延伸的边缘与本专利技术中的STI区域的内边缘向内分隔开，如在参考标号28a处所示的。在典型实施方式中，包围漏极区18的漏极LDD区22与STI区14的内边缘向内分隔开约100nm与500nm之间。扩散边缘是由于这些区域中存在最高电场而导致器件通常被首次击穿的位置。在沟道宽度的边缘处，即在由图1中的箭头28b并且通过图3中的参考标号28b指示的栅极24的端部边缘附近，还执行该向内分隔开。如从图1和图3的检验可以看出，栅极24的端部在28b处延伸超过LDD区的外边缘，并且甚至延伸到在晶体管有源区的STI边界上方的区域中。回撤LDD区22的外部改变漏极18周围的电势轮廓，并且显著降低STI区14的边缘处的电场。通过这样，漏极结击穿电压显著增加，并且将容易满足约8伏或者更高的电压击穿要求。该向内分隔开在器件的漏极侧很重要，在漏极侧，在正常器件操作期间将发现最高电压。这稍微降低掩模对称性。各个设计者在设计时将权衡该折衷。虽然本领域普通技术人员将认识到，什么是“高压”将随着收缩器件尺寸而依比例决定(scale)，但是本专利技术的原理将仍然有效。为了进一步改进结击穿，自对准硅化物(salicide)阻挡层30至少在漏极侧被引入，使得仅源极、漏极和栅极触点附近的硅被自对准硅化(salicide，即，转换为金属自对准硅化物)。本领域普通技术人员将想到，为了简单起见，图1的顶视图示出到源极区16和漏极区18中的每个的单个触点，但是在根据本专利技术的教导制造的实际集成电路中可以采用多触点。如本领域中已知的，在图2中示出金属自对准硅化物区32在源极区16、漏极区18和栅极区24的上表面处的接触孔中。因为扩散(p-阱12)的外边缘被在STI区12的内边缘之上延伸的自对准硅化物阻挡层30覆盖，所以它们没有被转换为金属自对准硅化物。结果，它们具有较低电场和泄漏、以及在漏极拐角处生成的减少很多的焦耳热。由此，在很大程度上改进了晶体管的健壮性。还参考图4至图6，顶视图和截面图示出根据本专利技术的另一方面制造的高压晶体管40的示例性布局，其中，晶体管的漏极侧和源极侧从扩散边缘被回撤。图4是顶视图，图5是在跨沟道的宽度的方向上沿着图4的线5-5获得的截面图，并且图6是在沿着沟道的漏极边缘的方向上沿着栅极的漏极侧附近的图4的线6-6获得的截面图。图4至图6的晶体管40类似于图1至图3的晶体管10。与图1至图3的晶体管10的元件相同的晶体管40的元件由用于识别图4至图6中的相应元件的相同参考标记指示。高压晶体管40的有源区是位于浅沟槽隔离区14内的p-阱区12。N+源极区16和N+漏极区18形成在p-阱12中。轻掺杂漏极(LDD)区20和22包围源极区16和漏极区18并且在源极和漏极之间限定沟道。栅极24在沟道上设置在基板上方并且与基板绝缘。如本领域中已知的，隔离物26形成在栅极的边缘上以通过阻挡在栅极边缘处的较高源极\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压晶体管，所述高压晶体管包括：有源区，所述有源区包括由浅沟槽隔离的边界的内边缘限定的第一导电类型的扩散区；栅极，所述栅极具有设置在所述有源区之上并且与所述有源区绝缘的侧边缘和端部边缘；与所述第一导电类型相反的第二导电类型的分隔开的源极区和漏极区，所述源极区和所述漏极区关于所述栅极的所述侧边缘向外设置在所述有源区中；以及所述第二导电类型的轻掺杂区，所述轻掺杂区关于所述源极区和所述漏极区的掺杂被限定，所述第二导电类型的所述轻掺杂区包围所述源极区和所述漏极区，所述轻掺杂区在所述源极区和所述漏极区之间朝向所述栅极向内延伸以在所述栅极下面限定沟道，并且从至少所述漏极区朝向所述浅沟槽隔离的所有所述内边缘向外延伸，所述轻掺杂区的外边缘与所述浅沟槽隔离的所述内边缘分隔开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 US 61/907,2351.一种高压晶体管，所述高压晶体管包括：
有源区，所述有源区包括由浅沟槽隔离的边界的内边缘限定的第一导电类型的扩
散区；
栅极，所述栅极具有设置在所述有源区之上并且与所述有源区绝缘的侧边缘和端
部边缘；
与所述第一导电类型相反的第二导电类型的分隔开的源极区和漏极区，所述源极
区和所述漏极区关于所述栅极的所述侧边缘向外设置在所述有源区中；以及
所述第二导电类型的轻掺杂区，所述轻掺杂区关于所述源极区和所述漏极区的掺
杂被限定，所述第二导电类型的所述轻掺杂区包围所述源极区和所述漏极区，所述轻
掺杂区在所述源极区和所述漏极区之间朝向所述栅极向内延伸以在所述栅极下面限
定沟道，并且从至少所述漏极区朝向所述浅沟槽隔离的所有所述内边缘向外延伸，所
述轻掺杂区的外边缘与所述浅沟槽隔离的所述内边缘分隔开。
2.根据权利要求1所述的高压晶体管，其中，所述轻掺杂区的所述外边缘与所
述浅沟槽隔离的所述内边缘分隔开约100nm到约500nm之间。
3.根据权利要求1所述的高压晶体管，所述高压晶体管还包括：
自对准硅化物阻挡层，所述自对准硅化物阻挡层设置在所述有源区之上并且至少
延伸到所述浅沟槽隔离的内边缘，所述自对准硅化物阻挡层具有形成在所述自对准硅
化物阻挡层中的、延伸到所述源极区和所述漏极区并且延伸到所述栅极的接触孔；以
及
金属自对准硅化物层，所述金属自对准硅化物层形成在所述源极区和所述漏极区
以及所述栅极处的所述接触孔中。
4.根据权利要求3所述的高压晶体管，其中，所述自对准硅化物阻挡层在所述
浅沟槽隔离之上延伸。
5.根据权利要求1所述的高压晶体管，其中，所述轻掺杂区被掺杂到在约5e16
cm-3到约5e17cm-3之间的水平。
6.根据权利要求1所述的高压晶体管，其中，所述源极区和所述漏极区被掺杂
至在约1e19cm-3到约1e20cm-3之间的水平。
7.根据权利要求1所述的高压晶体管，其中，所述轻掺杂区从所述源极区和所
述漏极区两者朝向所述浅沟槽隔离的所有所述内边缘向外延伸，所述轻掺杂区的外边
缘与所述浅沟槽隔离的所述内边缘分隔开。
8.根据权利要求7所述的高压晶体管，其中，所述轻掺杂区域的所述外边缘与
所述浅沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛丰良，菲迪·达豪伊，约翰·麦科勒姆，
申请(专利权)人：美高森美SoC公司，
类型：发明
国别省市：美国;US