高压半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本申请提供一种高压半导体装置及其制造方法，此装置包括一半导体基底，其具有一第一导电型的一井区及位于其内的一隔离结构，其中于隔离结构两侧分别定义出第一及第二区。第一及第二栅极结构分别设置于第一及第二区上。具有不同于第一导电型的一第二导电型的第一及第二注入区分别位于第一及第二区内，且邻近于隔离结构。一反注入区位于隔离结构下方的井区内，且横向延伸于第一及第二注入区下方。反注入区具有第一导电型，且具有一掺杂浓度大于井区的一掺杂浓度。本申请能够利用反注入区来提升相邻的高压半导体装置之间的隔离能力，进而藉由缩短高压半导体装置之间的距离来缩小装置尺寸或晶片面积。

High voltage semiconductor device and manufacturing method thereof

The present invention provides a high voltage semiconductor device and its manufacturing method, the device includes a semiconductor substrate having a first conductive type well area and is located in an isolated structure within it, which is defined on the isolation structure on both sides of the first and two district. The first and two grid structures are respectively arranged on the first and the two regions. The first and two injection regions having a second conductivity type different from the first conductive type are respectively located in the first and the two regions, and are close to the isolation structure. An anti injection region is located in the well region below the isolation structure and extends laterally below the first and two injection regions. The reverse injection region has a first conductivity type and has a doping concentration greater than a doping concentration in the well region. The application can be used to enhance the isolation ability between adjacent high voltage semiconductor devices by using the reverse injection region, and thereby to reduce the size of the device or the wafer area by shortening the distance between the high voltage semiconductor devices.

【技术实现步骤摘要】

本申请关于一种半导体技术，且特别是关于一种具有良好隔离能力的高压半导体装置。
技术介绍
高压半导体装置技术适用于高电压与高功率的集成电路领域。传统高压半导体装置，例如双扩散漏极金属氧化物半场效晶体管(DoubleDiffusedDrainMOSFET,DDDMOS)及横向扩散金属氧化物半场效晶体管(LateraldiffusedMOSFET,LDMOS)，主要用于高于或约为18V的元件应用领域。高压半导体装置技术的优点在于符合成本效益，且易相容于其他工艺，已广泛应用于显示器驱动IC元件、电源供应器、电力管理、通讯、车用电子或工业控制等领域中。双扩散漏极金属氧化物半场效晶体管(DDDMOS)具有体积小、输出电流大的特性，广泛应用在操作电压为小于30V的源极驱动IC(SourceDriverIC)中。双扩散漏极是由二个注入区形成用于高压金属氧化物半场效晶体管的一源极或一漏极。此处“高压金属氧化物半场效晶体管”用语所指的是具有高崩溃电压(breakdowndownvoltage)的晶体管。相邻的DDDMOS通常通过场氧化物(fieldoxide)，例如沟槽隔离结构，提供隔离作用。沟槽隔离结构与其上方的金属化层(例如，内层介电(ILD)层与内连导线层)及与其下方的井区会构成一寄生MOS晶体管。当DDDMOS进行操作时，施加于内连导线层的电压容易导通寄生MOS晶体管，使沟槽隔离结构失去隔离作用失效而造成电路功能失效。因此，沟槽隔离结构必须增加宽度及/或深度，以防止寄生MOS晶体管在DDDMOS进行操作时被导通。然而，增加沟槽隔离结构的宽度会增加装置的尺寸而使晶片面积增加。另外，增加沟槽隔离结构的深度会增加工艺的困难度及制造成本。因此，有必要寻求一种高压半导体装置及其制造方法，其能够解决或改善上述的问题。
技术实现思路
本申请一实施例提供一种高压半导体装置，包括：一半导体基底，其具有一第一导电型的一井区及位于井区内的一隔离结构，其中于隔离结构两侧分别定义出一第一区及一第二区；一第一栅极结构及一第二栅极结构，分别设置于第一区及第二区上；一第一注入区及一第二注入区，分别位于第一区及第二区内且邻近于隔离结构，其中第一注入区及第二注入区具有不同于第一导电型的一第二导电型；以及一反注入区，位于隔离结构下方的井区内且横向延伸于第一注入区及第二注入区下方，其中反注入区具有第一导电型，且具有一掺杂浓度大于井区的一掺杂浓度。本申请另一实施例提供一种高压半导体装置的制造方法，包括：提供一半导体基底，其具有一第一导电型的一井区及位于井区内的一隔离结构，其中于隔离结构两侧分别定义出一第一区及一第二区；于隔离结构下方的井区内形成具有第一导电型的一反注入区，其中反注入区横向延伸于第一区及第二区内，且具有一掺杂浓度大于井区的一掺杂浓度；分别于第一区及第二区的反注入区上形成邻近于隔离结构的一第一注入区及一第二注入区，其中第一注入区及第二注入区具有不同于第一导电型的一第二导电型；以及分别于第一区及第二区上形成一第一栅极结构及一第二栅极结构。本申请的实施例能够提供一种高压半导体装置，例如横向扩散金属氧化物半场效晶体管，其利用反注入区(counterimplantregion)来提升相邻的高压半导体装置之间的隔离能力，进而藉由缩短高压半导体装置之间的距离来缩小装置尺寸或晶片面积。附图说明图1A至图1E绘示出根据本申请一实施例的高压半导体装置的制造方法的剖面示意图。附图符号说明：10注入掩膜；20第一离子注入；30第二离子注入；100半导体基底；102井区；102a第一区；102b第二区；104隔离结构；106反注入区；106a、106b、108a、110a边缘；108第一注入区；110第二注入区；112第一栅极结构；114第二栅极结构；115内层介电层；116第三注入区；117、119源极/漏极电极；118第四注入区；121内连导线层；200高压半导体装置；W表面宽度。具体实施方式以下说明本申请实施例的高压半导体装置及其制造方法。然而，可轻易了解本申请所提供的实施例仅用于说明以特定方法制作及使用本专利技术，并非用以局限本专利技术的范围。本申请的实施例提供一种高压半导体装置，例如横向扩散金属氧化物半场效晶体管，其利用反注入区(counterimplantregion)来提升相邻的高压半导体装置之间的隔离能力，进而藉由缩短高压半导体装置之间的距离来缩小装置尺寸或晶片面积。请参照图1E，其绘示出根据本申请一实施例的高压半导体装置200的剖面示意图。在本实施例中，高压半导体装置200包括一半导体基底100，其具有一井区102及至少一隔离结构104，其中于隔离结构104两侧的井区102内定义出的一第一区102a及一第二区102b。在本实施例中，井区102作为高压半导体装置200的一高压井区且具有一第一导电型，例如P型或N型。在一范例中，井区102为P型，且具有一掺杂浓度为1.0×1016ions/cm3。在另一范例中，井区102为N型，且具有一掺杂浓度为9.0×1015ions/cm3。在一实施例中，隔离结构104可为场氧化物，例如沟槽隔离(trenchisolation)结构。在一范例中，沟槽隔离结构的深度大于4000埃，且不超过8000埃。亦即，沟槽隔离结构的深度大于典型的浅沟槽隔离结构，但小于典型的深沟槽隔离结构。在其他实施例中，隔离结构104为局部硅氧化层(localoxidationofsilicon,LOCOS)。在本实施例中，高压半导体装置200更包括一第一栅极结构112及一第二栅极结构114。第一栅极结构112设置于半导体基底100的第一区102a上，而第二栅极结构114设置于半导体基底100的第二区102b上。每一栅极结构包括与半导体基底100的井区102接触的栅极介电层、位于栅极介电层上的栅极电极以及位于栅极电极侧壁的栅极间隙壁。在本实施例中，高压半导体装置200更包括一第一注入区108及一第二注入区110。第一注入区108及第二注入区110作为高压半导体装置200的双扩散漏极区。在本实施例中，第一注入区108位于第一区102a内，其延伸于第一栅极结构112下方且邻近于隔离结构104。再者，第二注入区110位于第二区102b内，其延伸于第二栅极结构112下方且邻近于隔离结构104。在本实施例中，第一注入区108及第二注入区110的深度小于隔离结构104的深度。再者，第一注入区108及第二注入区110具有不同于第一导电型的一第二导电型。在一范例中，第一导电型可为P型，而第二导电型则为N型。在另一范例中，第一导电型可为N型，而第二导电型则为P型。在本实施例中，高压半导体装置200更包括一第三注入区116及一第四注入区118，其具有第二导电型。第三注入区116位于第一注入区108内，而第四注入区118位于第二注入区110内。第三注入区116及第四注入区118作为源极/漏极注入区，其掺杂浓度大于作为双扩散漏极区的第一注入区108及第二注入区110。在本实施例中，高压半导体装置200更包括一反注入区106，其位于隔离结构104下方的井区102内且横向延伸于第一注入区108及第二注入区110下方。在一实施例中，反注入区10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压半导体装置，其特征在于，包括：一半导体基底，其具有一第一导电型的一井区及位于该井区内的一隔离结构，其中该隔离结构两侧分别定义出一第一区及一第二区；一第一栅极结构及一第二栅极结构，分别设置于该第一区及该第二区上；一第一注入区及一第二注入区，分别位于该第一区及该第二区内且邻近于该隔离结构，其中该第一注入区及该第二注入区具有不同于该第一导电型的一第二导电型；以及一反注入区，位于该隔离结构下方的该井区内且横向延伸于该第一注入区及该第二注入区下方，其中该反注入区具有该第一导电型，且具有一掺杂浓度大于该井区的一掺杂浓度。

【技术特征摘要】
1.一种高压半导体装置，其特征在于，包括：一半导体基底，其具有一第一导电型的一井区及位于该井区内的一隔离结构，其中该隔离结构两侧分别定义出一第一区及一第二区；一第一栅极结构及一第二栅极结构，分别设置于该第一区及该第二区上；一第一注入区及一第二注入区，分别位于该第一区及该第二区内且邻近于该隔离结构，其中该第一注入区及该第二注入区具有不同于该第一导电型的一第二导电型；以及一反注入区，位于该隔离结构下方的该井区内且横向延伸于该第一注入区及该第二注入区下方，其中该反注入区具有该第一导电型，且具有一掺杂浓度大于该井区的一掺杂浓度。2.如权利要求1所述的高压半导体装置，其特征在于，该反注入区具有二个相对的边缘，且所述边缘分别大体上对准于该第一注入区的一边缘与该第二注入区的一边缘。3.如权利要求1所述的高压半导体装置，其特征在于，该第一导电型为P型，且该第二导电型为N型。4.如权利要求3所述的高压半导体装置，其特征在于，该井区的该掺杂浓度为1.0×1016ions/cm3，而该反注入区的该掺杂浓度为5.0×1016ions/cm3。5.如权利要求1所述的高压半导体装置，其特征在于，该第一导电型为N型，且该第二导电型为P型。6.如权利要求5所述的高压半导体装置，其特征在于，该井区的该掺杂浓度为9.0×1015ions/cm3，而该反注入区的该掺杂浓度为6.0×1016ions/cm3。7.如权利要求1所述的高压半导体装置，其特征在于，该隔离结构为沟槽隔离结构，且该沟槽隔离结构的深度大于4000埃，且不超过8000埃。8.如权利要求1所述的高压半导体装置，其特征在于，更包括一第三注入区及一第四注入区，具有该第二导电型且分别位于该第一注入区及该第二注入区内。9.如权利要求8所述的高压半导体装置，其特征在于，该第三注入区及该第四注入区具有一掺杂浓度大于该第一注入区及该第二注入区的一掺杂浓度。10.一种高压半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供一半导体基底，其具有一第一导电型的一井区及位于该井区内的一隔离结构，其中于该隔离结构两...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志威，庄璧光，吴昭纬，
申请(专利权)人：世界先进积体电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71