半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

提供了一种半导体装置及其制造方法。该半导体装置包括：LDMOS器件，形成在半导体装置的第一区域中；CMOS器件，形成在半导体装置的第二区域中，其中LDMOS器件包括：栅极绝缘层，包括基底上的薄的栅极绝缘层和厚的栅极绝缘层；栅电极，形成在栅极绝缘层上；第一槽氧化物层，形成在栅电极下面，其中第一槽氧化物层与栅电极直接接触，并且厚的栅极绝缘层的顶表面与第一槽氧化物层的顶表面共面；P型阱区域，形成在基底中，其中P型阱区域与薄的栅极绝缘层和厚的栅极绝缘层接触；N型阱区域，形成在基底中，其中N型阱区域与厚的栅极绝缘层和P型阱区域接触；源极区域，形成在P型阱区域中；以及漏极区域，形成在N型阱区域中。

Semiconductor device and manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法本专利技术申请是申请日期为2013年6月4日、申请号为“201310218332.2”、专利技术名称为“半导体装置及其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2012年8月6日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0085905号韩国专利申请的权益，该申请的全部公开出于所有目的而通过引用包含于此。
下面的描述涉及一种半导体装置及其制造方法，例如，涉及一种高电压装置或为了获得高性能逻辑而基于低电压装置的制造工艺实现的一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)和该半导体装置的制造方法。
技术介绍
在显示驱动集成电路(IC)的制造工艺过程中，通常在同一基底上同时实现诸如闪存的非易失性存储装置或具有其中嵌入有扬声器控制逻辑的音频编解码设备、低电压晶体管和高电压晶体管。对于相应的半导体装置所需要的高电压电平可能为至少10V至几十伏。另一方面，正在减小逻辑装置需要的电压电平，从而使芯片的尺寸最小化并且从而得到高性能。因而，高电压晶体管组件需要的高电压与低电压晶体管组件需要的低电压之间的差继续增加。因此，制造集成电路并同时在同一基底中形成两个不同类型的晶体管是困难的。已经研发了基于逻辑工艺形成高电压器件或LDMOS的技术。这些技术允许实现高电压器件，而不需要额外的工艺。以这种方式形成的高电压NMOS器件可以包括单栅极氧化物层、栅电极和源极/漏极结。仅利用逻辑工艺中使用的工艺来制造高电压NMOS器件。然而，这些器件的高电压组件的性能却不是最佳的。例如，将厚的栅极氧化物层在这些器件中用作像在逻辑工艺中的栅极氧化物层时，得到高击穿电压(BVDss)特性，然而电流驱动能力降低，导通电阻增加。此外，当使用薄的栅极氧化物层时，电流驱动能力得到改善，但是高击穿电压值降低。
技术实现思路
在一个总体方面中，提供一种半导体装置，所述半导体装置包括：P型阱区域和N型阱区域，形成在基底中；栅极绝缘层，具有非均匀的厚度并形成在P型阱区域和N型阱区域上；栅电极，形成在栅极绝缘层上；P型阱拾取区域，形成在P型阱区域中；场解除氧化物层，形成在栅电极与漏极区域之间的N型阱区域中。P型阱区域上的栅极绝缘层可以具有两种或更多种不同厚度的区域。N型阱区域上的栅极绝缘层可以具有均匀的厚度。N型阱区域上的栅极绝缘层可以具有两种或更多种不同厚度的区域。P型阱区域上的栅极绝缘层可以具有均匀的厚度。N型阱区域上的栅极绝缘层的部分可以具有第一厚度，P型阱区域上的栅极绝缘层的一部分可以具有小于第一厚度的第二厚度。栅极绝缘层的具有第一厚度的所述一部分与栅极绝缘层的具有第二厚度的所述一部分之间的界面可以设置在P型阱上。栅极绝缘层的具有第一厚度的所述一部分与栅极绝缘层的具有第二厚度的所述一部分之间的界面可以设置在N型阱上。所述半导体的总体方面还可以包括：源极区域，形成在P型阱区域中；以及漏极区域，形成在N型阱区域中。所述半导体的总体方面还可以包括在P型阱区域与N型阱区域之间的界面处的PN结区域。栅极绝缘层的具有第一厚度的所述一部分与栅极绝缘层的具有第二厚度的所述一部分之间的界面可以设置在PN结上。所述半导体的总体方面还可以包括P型阱区域中的低浓度N型掺杂区域。场解除氧化物层可以与栅电极和形成在栅电极的侧壁上的多个间隔件中的一个间隔件叠置。栅极绝缘层可以包括：第一栅极绝缘层，形成在P型阱区域的一部分和N型阱区域上；第二栅极绝缘层，形成在P型阱的其它部分上并具有比第一栅极绝缘层的厚度小的厚度。P型阱区域和N型阱区域可以包括倒退阱。栅极绝缘层可以包括氮氧化硅层。半导体装置可以包括横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)。在另一总体方面，提供一种制造半导体装置的方法，所述方法包括下述步骤：在半导体装置的第一区域中形成横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)器件；以及在半导体装置的第二区域中形成互补MOS(CMOS)器件，其中，形成LDMOS器件的步骤包括：形成场解除氧化物层、N型阱区域和P型阱区域；在N型阱区域和P型阱区域上形成具有不同厚度的栅极绝缘层；在栅极绝缘层上形成LDMOS栅电极；在P型阱区域中形成源极区域；在N型阱区域中形成漏极区域。形成CMOS器件可以包括：形成CMOS阱区域；在CMOS阱区域上形成栅极绝缘层；在栅极绝缘层上形成CMOS栅电极；在CMOS阱区域中形成CMOS源极区域；在CMOS阱区域中形成CMOS漏极区域。LDMOS器件的P型阱区域或N型阱区域的深度可以与CMOS阱区域的P型阱区域或N型阱区域的深度相同。P型阱区域上的栅绝缘层可以被形成为具有不同的厚度。N型阱区域上的栅绝缘层可以被形成为具有均匀的厚度。形成栅极绝缘层可以包括：在P型阱区域的一部分和N型阱区域上形成第一栅极绝缘层；以及在P型阱区域的其它部分上形成第二栅极绝缘层，第二栅极绝缘层的厚度小于第一栅极绝缘层的厚度。所述方法的总体方面还可以包括：在源极区域与器件隔离层之间的P型阱区域中形成P型阱拾取区域。场解除氧化物层可以与栅电极和形成在栅电极的侧壁上的多个间隔件中的一个间隔件叠置。形成具有不同厚度的栅极绝缘层可以包括：在半导体基底上沉积具有第一厚度的第一栅极绝缘层；在第一栅极绝缘层上沉积光致抗蚀剂层；去除栅极绝缘层的一部分以暴露半导体基底的表面的一部分；在半导体基底的暴露的表面上形成具有比第一厚度小的厚度的第二栅极绝缘层。形成第二栅极绝缘层可以包括：通过热氧化方法或化学气相沉积(CVD)方法形成第二栅极绝缘层。在形成第二栅极绝缘层之后，第一栅极绝缘层的厚度可以大于最初沉积在半导体基底上的第一栅极绝缘层的厚度。可以通过热氧化方法形成薄的第二栅极绝缘层，形成薄的第二栅极绝缘层可以包括：去除第一栅极绝缘层上的光致抗蚀剂层；同时形成在第一栅绝缘层上形成的氧化硅层。可以通过CVD方法形成薄的第二栅极绝缘层，形成薄的第二栅极绝缘层可以包括：去除第一栅极绝缘层上的光致抗蚀剂层；同时形成在第一栅绝缘层上形成的第二栅极绝缘层。在另一总体方面，提供一种制造半导体装置的方法，所述方法包括下述步骤：在基底中形成N型阱区域和P型阱区域；在N型阱区域和P型阱区域上形成具有非均匀的厚度的栅极绝缘层，并在栅极绝缘层上方形成栅电极；在N型阱区域和P型阱区域中形成器件隔离层；在N型阱区域和P型阱区域中形成第二掺杂区域，其中，第二掺杂区域包括横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)器件的阱区域和互补MOS(CMOS)器件的阱区域。在另一总体方面，提供一种半导体装置，包括：横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)器件，形成在半导体装置的第一区域中；互补金属氧化物半导体(CMOS)器件，形成在半导体装置的第二区域中，其中，LDMOS器件包括：栅极绝缘层，包括基底上的薄的栅极绝缘层和厚的栅极绝缘层；栅电极，形成在栅极绝缘层上；第一槽氧化物层，形成在栅电极下面，其中第一槽氧化物层与栅电极直接接触，并且厚的栅极绝缘层的顶表面与第一槽氧化物层的顶表面共面；P型阱区域，形成在基底中，其中P型阱区域与薄的栅极绝缘层和厚的栅极绝缘层接触；N型阱区域，形成在基底中，其中N型阱区域与厚的栅极绝缘层和P型阱区域接触；源极区域，形成在P型阱区域中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件，形成在所述半导体装置的第一区域中；互补金属氧化物半导体器件，形成在所述半导体装置的第二区域中，其中，所述横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件包括：栅极绝缘层，包括基底上的薄的栅极绝缘层和厚的栅极绝缘层；栅电极，形成在所述栅极绝缘层上；第一槽氧化物层，形成在所述栅电极下面，其中所述第一槽氧化物层与所述栅电极直接接触，并且所述厚的栅极绝缘层的顶表面与所述第一槽氧化物层的顶表面共面；P型阱区域，形成在所述基底中，其中所述P型阱区域与所述薄的栅极绝缘层和所述厚的栅极绝缘层接触；N型阱区域，形成在所述基底中，其中所述N型阱区域与所述厚的栅极绝缘层和所述P型阱区域接触；源极区域，形成在所述P型阱区域中；以及漏极区域，形成在所述N型阱区域中。

【技术特征摘要】
2012.08.06 KR 10-2012-00859051.一种半导体装置，包括：横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件，形成在所述半导体装置的第一区域中；互补金属氧化物半导体器件，形成在所述半导体装置的第二区域中，其中，所述横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件包括：栅极绝缘层，包括基底上的薄的栅极绝缘层和厚的栅极绝缘层；栅电极，形成在所述栅极绝缘层上；第一槽氧化物层，形成在所述栅电极下面，其中所述第一槽氧化物层与所述栅电极直接接触，并且所述厚的栅极绝缘层的顶表面与所述第一槽氧化物层的顶表面共面；P型阱区域，形成在所述基底中，其中所述P型阱区域与所述薄的栅极绝缘层和所述厚的栅极绝缘层接触；N型阱区域，形成在所述基底中，其中所述N型阱区域与所述厚的栅极绝缘层和所述P型阱区域接触；源极区域，形成在所述P型阱区域中；以及漏极区域，形成在所述N型阱区域中。2.如权利要求1所述的半导体装置，还包括所述P型阱区域与所述N型阱区域之间的界面处的PN结区域。3.如权利要求1所述的半导体装置，还包括：所述栅极绝缘层和所述N型阱区域之间的第一叠置区域；所述栅极绝缘层和所述P型阱区域之间的第二叠置区域；以及所述厚的栅极绝缘层和所述P型阱区域之间的第三叠置区域，其中所述第三叠置区域的长度小于所述第一叠置区域和所述第二叠置区域中的每个的长度。4.如权利要求1所述的半导体装置，其中，所述P型阱区域和所述N型阱区域中的每个包括倒退阱。5.如权利要求1所述的半导体装置，还包括：P型拾取区域，形成在所述P型阱区域中；以及第二槽氧化物层，形成在所述源极区域和所述P型拾取区域之间。6.如权利要求5所述的半导体装置，其中，所述P型阱区域与所述P型拾取区域、所述源极区域和所述第二槽氧化物层直接接触。7.如权利要求1所述的半导体装置，还包括所述P型阱区域中的低浓度N型掺杂区域，其中所述低浓度N型掺杂区域在所述薄的栅极绝缘层下面延伸。8.一种制造半导体装置的方法，包括：在所述半导体装置的第一区域中形成横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件；以及在所述半导体装置的第二区域中形成互补金属氧化物半导体器件，其中，形成所述横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管器件包括：在基底中形成P型阱区域和N型阱区域，其中所述P型阱区域与所述N型阱区域直接接触；在所述基底中形成第一槽氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：林敏奎，李桢焕，郑贰善，
申请(专利权)人：美格纳半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR