横向双扩散金属氧化物半导体元件及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种横向双扩散金属氧化物半导体(lateral double diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)元件及其制造方法。其中，LDMOS元件包含：P型基板、外延层、P型高压阱、P型本体区、N型阱、隔绝氧化区、漂移氧化区、栅极、N型接点区、P型接点区、上源极、下源极、以及N型漏极。P型本体区于高度方向上，堆叠并连接于P型高压阱与外延层表面之间。P型本体区具有尖峰浓度区，其于高度方向上，堆叠并连接于外延层表面下，并具有P型本体区中最高的P型杂质浓度。P型本体区中的P型杂质浓度，足以抑制横向寄生晶体管导通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体(lateraldoublediffusedmetaloxidesemiconductor,LDMOS)元件及其制造方法，特别是指一种可降低导通电阻的LDMOS元件及其制造方法。
技术介绍
图1显示一种现有横向双扩散金属氧化物半导体(lateraldoublediffusedmetaloxidesemiconductor,LDMOS)元件100的剖视示意图。如图1所示，LDMOS元件100包含：P型基板101、漂移区102、隔绝氧化区103、漂移氧化区104、本体区106、漏极110、源极108、与栅极111。其中，漂移区102的导电型为N型，形成于P型基板101上，隔绝氧化区103为区域氧化(localoxidationofsilicon,LOCOS)结构，以定义操作区103a，作为LDMOS元件100操作时主要的作用区。操作区103a的范围由图1中，粗黑箭头所示意。栅极111覆盖部分漂移氧化区104。此现有LDMOS元件100可作为功率元件使用，但因此牺牲了导通电阻；此外，N型源极108、P型本体区106、与N型漂移区102所形成的寄生NPN晶体管，也限制了操作的速度，与元件的性能。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的改善，提出一种LDMOS元件及其制造方法，可降低导通电阻，抑制寄生NPN晶体管导通的LDMOS元件及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种横向双扩散金属氧化物半导体元件及其制造方法，可降低导通电阻，抑制寄生NPN晶体管导通。为达上述目的，就其中一观点言，本专利技术提供了横向双扩散金属氧化物半导体(LateralDoubleDiffusedMetalOxideSemiconductor,LDMOS)元件，包含：一P型基板，于一高度方向上，具有相对的一上表面与一下表面；一外延层，形成于该P型基板上，于该高度方向上，具有相对该上表面的一外延层表面，且该外延层堆叠并连接于该上表面上；一P型高压阱，形成于该外延层中，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型基板的该上表面上；一P型本体区，形成于该外延层中的该P型高压阱上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型高压阱与该外延层表面之间，其中，该P型本体区具有一尖峰浓度区，其于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，并具有该P型本体区中最高的P型杂质浓度；一N型阱，形成于该外延层中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于一横向上邻接于该P型本体区；一隔绝氧化区，形成于该外延层上，以定义一操作区；一漂移氧化区，形成于该外延层上的该操作区中，且于该高度方向上，该漂移氧化区堆叠并连接于该N型阱；一栅极，形成于该外延层上，且该栅极位于该操作区中，并覆盖至少部分该漂移氧化区，且于该高度方向上，该栅极堆叠并连接于该外延层并覆盖部分该N型阱及部分该P型本体区；一N型接点区，形成于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下；一P型接点区，形成于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于该横向上与该N型接点区邻接；一上源极，形成于该外延层上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该N型接点区及该P型接点区；一下源极，形成于该P型基板的该下表面下，且于该高度方向上，堆叠并连接于该下表面下；以及一N型漏极，形成于该N型阱中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且该N型漏极介于该漂移氧化区与该隔绝氧化区之间；其中，该P型本体区中的P型杂质浓度，足以抑制一横向寄生晶体管导通；其中，部分该P型本体区于该高度方向上，位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区不位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区于该横向上与该N型接点区邻接；其中，于一正常操作中，一导通电流由该N型漏极流经该下源极。为达上述目的，就另一观点言，本专利技术提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体(LateralDoubleDiffusedMetalOxideSemiconductor,LDMOS)元件制造方法，包含：提供一P型基板，其于一高度方向上，具有相对的一上表面与一下表面；形成一外延层于该P型基板上，且于该高度方向上，具有相对该上表面的一外延层表面，且该外延层堆叠并连接于该上表面上；形成一P型高压阱于该外延层中，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型基板的该上表面上；形成一P型本体区于该外延层中的该P型高压阱上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型高压阱与该外延层表面之间，其中，该P型本体区具有一尖峰浓度区，其于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，并具有该P型本体区中最高的P型杂质浓度；形成一N型阱于该外延层中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于一横向上邻接于该P型本体区；形成一隔绝氧化区于该外延层上，以定义一操作区；形成一漂移氧化区于该外延层上的该操作区中，且于该高度方向上，该漂移氧化区堆叠并连接于该N型阱；形成一栅极于该外延层上，且该栅极位于该操作区中，并覆盖至少部分该漂移氧化区，且于该高度方向上，该栅极堆叠并连接于该外延层并覆盖部分该N型阱及部分该P型本体区；形成一N型接点区于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下；形成一P型接点区于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于该横向上与该N型接点区邻接；形成一N型漏极于该N型阱中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且该N型漏极介于该漂移氧化区与该隔绝氧化区之间；形成一上源极于该外延层上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该N型接点区及该P型接点区；以及形成一下源极于该P型基板的该下表面下，且于该高度方向上，堆叠并连接于该下表面下；其中，该P型本体区中的P型杂质浓度，足以抑制一横向寄生晶体管导通；其中，部分该P型本体区于该高度方向上，位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区不位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区于该横向上与该N型接点区邻接；其中，于一正常操作中，一导通电流由该N型漏极流经该下源极。在其中一种较佳的实施型态中，该隔绝氧化区与该漂移氧化区为区域氧化(localoxidationofsilicon,LOCOS)结构或浅沟槽绝缘(shallowtrenchisolation,STI)结构。在其中一种较佳的实施型态中，该导通电流由该N型漏极依序流经该N型阱、该P型本体区、该N型接点区、该上源极、该P型接点区、该P型本体区、该P型高压阱、该P型基板、及该下源极。在其中一种较佳的实施型态中，该上源极包括一金属层或一硅化金属层。在其中一种较佳的实施型态中，该下源极包括一金属层或一硅化金属层。以下通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1显示一种现有LDMOS元件100；图2显示本专利技术的第一个实施例；图3A-3I显示本专利技术的第二个实施例；图4显示本专利技术的第三个实施例。图中符号说明100,200,300LDMOS元件101,201P型基板102漂移区103,203,303隔绝氧化区103a,203a操作区104,204漂移氧化区106,206P型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向双扩散金属氧化物半导体元件，其特征在于，包含：一P型基板，于一高度方向上，具有相对的一上表面与一下表面；一外延层，形成于该P型基板上，于该高度方向上，具有相对该上表面的一外延层表面，且该外延层堆叠并连接于该上表面上；一P型高压阱，形成于该外延层中，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型基板的该上表面上；一P型本体区，形成于该外延层中的该P型高压阱上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型高压阱与该外延层表面之间，其中，该P型本体区具有一尖峰浓度区，其于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，并具有该P型本体区中最高的P型杂质浓度；一N型阱，形成于该外延层中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于一横向上邻接于该P型本体区；一隔绝氧化区，形成于该外延层上，以定义一操作区；一漂移氧化区，形成于该外延层上的该操作区中，且于该高度方向上，该漂移氧化区堆叠并连接于该N型阱；一栅极，形成于该外延层上，且该栅极位于该操作区中，并覆盖至少部分该漂移氧化区，且于该高度方向上，该栅极堆叠并连接于该外延层并覆盖部分该N型阱及部分该P型本体区；一N型接点区，形成于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下；一P型接点区，形成于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于该横向上与该N型接点区邻接；一上源极，形成于该外延层上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该N型接点区及该P型接点区；一下源极，形成于该P型基板的该下表面下，且于该高度方向上，堆叠并连接于该下表面下；以及一N型漏极，形成于该N型阱中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且该N型漏极介于该漂移氧化区与该隔绝氧化区之间；其中，该P型本体区中的P型杂质浓度，足以抑制一横向寄生晶体管导通；其中，部分该P型本体区于该高度方向上，位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区不位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区于该横向上与该N型接点区邻接；其中，于一正常操作中，一导通电流由该N型漏极流经该下源极。...

【技术特征摘要】
1.一种横向双扩散金属氧化物半导体元件，其特征在于，包含：一P型基板，于一高度方向上，具有相对的一上表面与一下表面；一外延层，形成于该P型基板上，于该高度方向上，具有相对该上表面的一外延层表面，且该外延层堆叠并连接于该上表面上；一P型高压阱，形成于该外延层中，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型基板的该上表面上；一P型本体区，形成于该外延层中的该P型高压阱上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该P型高压阱与该外延层表面之间，其中，该P型本体区具有一尖峰浓度区，其于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，并具有该P型本体区中最高的P型杂质浓度；一N型阱，形成于该外延层中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于一横向上邻接于该P型本体区；一隔绝氧化区，形成于该外延层上，以定义一操作区；一漂移氧化区，形成于该外延层上的该操作区中，且于该高度方向上，该漂移氧化区堆叠并连接于该N型阱；一栅极，形成于该外延层上，且该栅极位于该操作区中，并覆盖至少部分该漂移氧化区，且于该高度方向上，该栅极堆叠并连接于该外延层并覆盖部分该N型阱及部分该P型本体区；一N型接点区，形成于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下；一P型接点区，形成于该P型本体区中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且于该横向上与该N型接点区邻接；一上源极，形成于该外延层上，且于该高度方向上，堆叠并连接于该N型接点区及该P型接点区；一下源极，形成于该P型基板的该下表面下，且于该高度方向上，堆叠并连接于该下表面下；以及一N型漏极，形成于该N型阱中，于该高度方向上，堆叠并连接于该外延层表面下，且该N型漏极介于该漂移氧化区与该隔绝氧化区
\t之间；其中，该P型本体区中的P型杂质浓度，足以抑制一横向寄生晶体管导通；其中，部分该P型本体区于该高度方向上，位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区不位于该N型接点区与该P型接点区下方，且该尖峰浓度区于该横向上与该N型接点区邻接；其中，于一正常操作中，一导通电流由该N型漏极流经该下源极。2.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件，其中，该隔绝氧化区与该漂移氧化区为区域氧化结构或浅沟槽绝缘结构。3.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件，其中，该导通电流由该N型漏极依序流经该N型阱、该P型本体区、该N型接点区、该上源极、该P型接点区、该P型本体区、该P型高压阱、该P型基板、及该下源极。4.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件，其中，该上源极包括一金属层或一硅化金属层。5.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件，其中，该下源极包括一金属层或一硅化金属层。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宗义，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71