高压互补式金属氧化物半导体元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种高压互补式金属氧化物半导体元件及其制造方法。高压互补式金属氧化物半导体元件包括：半导体层、多个绝缘区、以同一离子注入工艺步骤形成的第一高压N型阱区与第二高压N型阱区、以同一离子注入工艺步骤形成的第一高压P型阱区与第二高压P型阱区、以同一蚀刻工艺步骤蚀刻一漂移氧化层而形成的第一漂移氧化区与第二漂移氧化区、以同一蚀刻工艺步骤蚀刻一多晶硅层，而形成的第一栅极与第二栅极、N型源极与N型漏极、以及P型源极与P型漏极。漏极。漏极。

【技术实现步骤摘要】
高压互补式金属氧化物半导体元件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种高压互补式金属氧化物半导体元件及其制造方法，特别涉及一种整合高压N型元件与高压P型元件的高压互补式金属氧化物半导体元件及其制造方法。

技术介绍

[0002]已知高压元件一般应用于电源管理集成电路(power management integrated circuit，PMIC)、驱动IC或是服务器IC。但因为导电型为N型或P型的N型高压元件与P型高压元件在应用上的适用范围不同，以致应用范围受到限制，尤其在服务器IC应用上。而单纯将N型高压元件与P型高压元件耦接使用会有面积过大使用效率不佳的问题。
[0003]有鉴于此，本专利技术提出一种以整合工艺步骤，将N型高压元件与P型高压元件整合而形成的高压互补式金属氧化物半导体(CMOS)元件及其制造方法。

技术实现思路

[0004]于一观点中，本专利技术提供了一种高压互补式金属氧化物半导体元件包含：一半导体层，形成于一基板上；多个绝缘区，形成于该半导体层上，用以定义一高压N型元件区与一高压P型元件区，其中一高压N型元件形成于该高压N型元件区，且一高压P型元件形成于该高压P型元件区；一第一高压N型阱区与一第二高压N型阱区，以同一离子注入工艺步骤分别形成于该高压N型元件区的该半导体层中与该高压P型元件区的该半导体层中；一第一高压P型阱区与一第二高压P型阱区，以同一离子注入工艺步骤分别形成于该高压N型元件区的该半导体层中与该高压P型元件区的该半导体层中，其中该第一高压N型阱区与该第一高压P型阱区于一通道方向上邻接，且该第二高压N型阱区与该第二高压P型阱区于该通道方向上邻接；一第一漂移氧化区与一第二漂移氧化区，以同一蚀刻工艺步骤蚀刻一漂移氧化层，而分别形成该第一漂移氧化区与该第二漂移氧化区于该高压N型元件区中与该高压P型元件区中；一第一栅极与一第二栅极，以同一蚀刻工艺步骤蚀刻一多晶硅层，而分别形成该第一栅极与该第二栅极于该高压N型元件区中与该高压P型元件区中；一N型源极与一N型漏极，以同一离子注入工艺步骤形成于该高压N型元件区的该半导体层中，且该N型源极与该N型漏极分别位于该第一栅极的外部下方的该第一高压P型阱区中与该第一高压N型阱区中；以及一P型源极与一P型漏极，以同一离子注入工艺步骤形成于该高压P型元件区的该半导体层中，且该P型源极与该P型漏极分别位于该第二栅极的外部下方的该第二高压N型阱区中与该第二高压P型阱区中。
[0005]于另一观点中，本专利技术提供了一种高压互补式金属氧化物半导体(CMOS)元件制造方法，其中该高压CMOS元件包括一高压N型元件以及一高压P型元件，该高压CMOS元件制造方法包含：形成一半导体层于一基板上；形成多个绝缘区于该半导体层上，以定义一高压N型元件区与一高压P型元件区，其中该高压N型元件形成于该高压N型元件区，且该高压P型元件形成于该高压P型元件区；以同一离子注入工艺步骤形成一第一高压N型阱区于该高压N型元件区的该半导体层中，与一第二高压N型阱区于该高压P型元件区的该半导体层中；以
同一离子注入工艺步骤形成一第一高压P型阱区于该高压N型元件区的该半导体层中，与一第二高压P型阱区于该高压P型元件区的该半导体层中，其中该第一高压N型阱区与该第一高压P型阱区于一通道方向上邻接，且该第二高压N型阱区与该第二高压P型阱区于该通道方向上邻接；形成一漂移氧化层于该半导体层上，该漂移氧化层覆盖该高压N型元件区与该高压P型元件区；以同一蚀刻工艺步骤蚀刻该漂移氧化层，而形成一第一漂移氧化区于该高压N型元件区中，与一第二漂移氧化区于该高压P型元件区中；于该第一漂移氧化区与该第二漂移氧化区形成之后，形成一栅极介电层于该半导体层上，该栅极介电层覆盖该高压N型元件区与该高压P型元件区；形成一多晶硅层于该栅极介电层上，该多晶硅层覆盖该高压N型元件区与该高压P型元件区；以同一蚀刻工艺步骤蚀刻该多晶硅层，而形成一第一栅极于该高压N型元件区中，与一第二栅极于该高压P型元件区中；以同一离子注入工艺步骤形成一N型源极与一N型漏极于该高压N型元件区的该半导体层中，且该N型源极与该N型漏极分别位于该第一栅极的外部下方的该第一高压P型阱区中与该第一高压N型阱区中；以及以同一离子注入工艺步骤形成一P型源极与一P型漏极于该高压P型元件区的该半导体层中，且该P型源极与该P型漏极分别位于该第二栅极的外部下方的该第二高压N型阱区中与该第二高压P型阱区中。
[0006]于一实施例中，该高压互补式金属氧化物半导体元件，还包含：一第一浅沟槽隔绝(shallow trench isolation，STI)区与一第二浅沟槽隔绝区，以同一工艺步骤分别形成于该高压N型元件区中与该高压P型元件区中，其中该第一STI区位于并连接于该第一漂移氧化区正下方，且该第二STI区位于并连接于该第二漂移氧化区正下方。
[0007]于一实施例中，该高压互补式金属氧化物半导体元件，还包含：一N型导电区，以形成该N型源极与该N型漏极的同一离子注入工艺步骤形成于该第二高压N型阱区中，其中该N型导电区为该第二高压N型阱区的电性接点；以及一P型导电区，以形成该P型源极与该P型漏极的同一离子注入工艺步骤形成于该第一高压P型阱区中，其中该P型导电区为该第一高压P型阱区的电性接点。
[0008]于一实施例中，该高压互补式金属氧化物半导体元件，还包含：一第一N型埋层与一第二N型埋层，以同一工艺步骤分别形成于该高压N型元件区与该高压P型元件区中；其中该第一N型埋层形成于并连接于该第一高压N型阱区与该第一高压P型阱区正下方的该半导体层与该基板中；其中该第二N型埋层形成于并连接于该第二高压N型阱区与该第二高压P型阱区正下方的该半导体层与该基板中。
[0009]于一实施例中，该高压互补式金属氧化物半导体元件，其还包含：一第一高压N型隔绝区与一第二高压N型隔绝区，以形成该第一高压N型阱区与该第二高压N型阱区同一离子注入工艺步骤而形成；以及一第一高压P型隔绝区与一第二高压P型隔绝区，以形成该第一高压P型阱区与该第二高压P型阱区同一离子注入工艺步骤而形成；其中该第一高压N型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第一高压P型阱区相对于邻接该第一高压N型阱区的另一侧；其中该第二高压N型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第二高压P型阱区相对于邻接该第二高压N型阱区的另一侧；其中该第一高压P型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第一高压N型阱区相对于邻接该第一高压P型阱区的另一侧；其中该第二高压P型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第二高压N型阱区相对于邻接该第二高压N型阱区的另一侧。
[0010]于一实施例中，该半导体层是一P型半导体外延层，且具有体积电阻率45Ohm
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cm。
[0011]于一实施例中，该漂移氧化区的厚度介于与之间。
[0012]于一实施例中，该栅极介电层的厚度介于与之间。
[0013]于一实施例中，该高压元件区的一高压元件的栅极驱动电压为3.3V。
[0014]于一实施例中，该高压互补式金属氧化物半导体元件的最小特征尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压互补式金属氧化物半导体元件，包含：一半导体层，形成于一基板上；多个绝缘区，形成于该半导体层上，用以定义一高压N型元件区与一高压P型元件区，其中一高压N型元件形成于该高压N型元件区，且一高压P型元件形成于该高压P型元件区；一第一高压N型阱区与一第二高压N型阱区，以同一离子注入工艺步骤分别形成于该高压N型元件区的该半导体层中与该高压P型元件区的该半导体层中；一第一高压P型阱区与一第二高压P型阱区，以同一离子注入工艺步骤分别形成于该高压N型元件区的该半导体层中与该高压P型元件区的该半导体层中，其中该第一高压N型阱区与该第一高压P型阱区于一通道方向上邻接，且该第二高压N型阱区与该第二高压P型阱区于该通道方向上邻接；一第一漂移氧化区与一第二漂移氧化区，以同一蚀刻工艺步骤蚀刻一漂移氧化层，而分别形成该第一漂移氧化区与该第二漂移氧化区于该高压N型元件区中与该高压P型元件区中；一第一栅极与一第二栅极，以同一蚀刻工艺步骤蚀刻一多晶硅层，而分别形成该第一栅极与该第二栅极于该高压N型元件区中与该高压P型元件区中；一N型源极与一N型漏极，以同一离子注入工艺步骤形成于该高压N型元件区的该半导体层中，且该N型源极与该N型漏极分别位于该第一栅极的外部下方的该第一高压P型阱区中与该第一高压N型阱区中；以及一P型源极与一P型漏极，以同一离子注入工艺步骤形成于该高压P型元件区的该半导体层中，且该P型源极与该P型漏极分别位于该第二栅极的外部下方的该第二高压N型阱区中与该第二高压P型阱区中。2.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，还包含：一第一浅沟槽隔绝区与一第二浅沟槽隔绝区，以同一工艺步骤分别形成于该高压N型元件区中与该高压P型元件区中，其中该第一浅沟槽隔绝区位于并连接于该第一漂移氧化区正下方，且该第二浅沟槽隔绝区位于并连接于该第二漂移氧化区正下方。3.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，还包含：一N型导电区，以形成该N型源极与该N型漏极的同一离子注入工艺步骤形成于该第二高压N型阱区中，其中该N型导电区为该第二高压N型阱区的电性接点；以及一P型导电区，以形成该P型源极与该P型漏极的同一离子注入工艺步骤形成于该第一高压P型阱区中，其中该P型导电区为该第一高压P型阱区的电性接点。4.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，还包含：一第一N型埋层与一第二N型埋层，以同一工艺步骤分别形成于该高压N型元件区与该高压P型元件区中；其中该第一N型埋层形成于并连接于该第一高压N型阱区与该第一高压P型阱区正下方的该半导体层与该基板中；其中该第二N型埋层形成于并连接于该第二高压N型阱区与该第二高压P型阱区正下方的该半导体层与该基板中。5.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，还包含：一第一高压N型隔绝区与一第二高压N型隔绝区，以形成该第一高压N型阱区与该第二
高压N型阱区同一离子注入工艺步骤而形成；以及一第一高压P型隔绝区与一第二高压P型隔绝区，以形成该第一高压P型阱区与该第二高压P型阱区同一离子注入工艺步骤而形成；其中该第一高压N型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第一高压P型阱区相对于邻接该第一高压N型阱区的另一侧；其中该第二高压N型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第二高压P型阱区相对于邻接该第二高压N型阱区的另一侧；其中该第一高压P型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第一高压N型阱区相对于邻接该第一高压P型阱区的另一侧；其中该第二高压P型隔绝区于该通道方向上，邻接于该第二高压N型阱区相对于邻接该第二高压N型阱区的另一侧。6.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，该半导体层是一P型半导体外延层，且具有体积电阻率45Ohm
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cm。7.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，该第一漂移氧化区与该第二漂移氧化区的厚度介于与之间。8.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，该第一栅极的介电层与该第二栅极的介电层的厚度介于与之间。9.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，该高压N型元件的栅极驱动电压为3.3V。10.如权利要求1所述的高压互补式金属氧化物半导体元件，其中，该高压互补式金属氧化物半导体元件的最小特征尺寸为0.18微米。11.一种高压互补式金属氧化物半导体元件制造方法，其中，该高压互补式金属氧化物半导体元件包括一高压N型元件以及一高压P型元件，该高压互补式金属氧化物半导体元件制造方法包含：形成一半导体层于一基板上；形成多个绝缘区于该半导体层上，以定义一高...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁武得，熊志文，杨大勇，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：