低阈值电压金属氧化物半导体制造技术

本公开提供了一种低阈值电压金属氧化物半导体，该半导体器件包括：源区，被布置于半导体衬底；漏区，被布置于半导体衬底；栅区，被布置到半导体衬底上，并位于源区和漏区之间。半导体器件还包括：栅氧区，被布置到半导体衬底上，与栅区接触；以及阱区，被植入到半导体衬底上并位于栅区和栅氧区下面。栅氧区具有与阱区接触的下外沿部分。

【技术实现步骤摘要】
低阈值电压金属氧化物半导体
本公开大体上涉及金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。更具体地，涉及一种低阈值电压分栅高性能横向扩散的金属氧化物半导体（LDMOS）。
技术介绍
硅半导体工艺具有用于制造集成电路的高级复杂的操作。随着制造处理技术的不断进步，集成电路的核心和IO工作电压已被减小。然而，辅助装置的工作电压仍没有变化。辅助装置包括用于与集成电路结合的装置。例如，辅助装置可为任何与集成电路耦接的装置，如打印机、扫描仪、磁盘驱动器、磁带驱动器、麦克风、扬声器，或是照相机。集成电路可包括：互相连接的有源和无源元件的阵列，举例而言，通过连续的一系列兼容处理集成或沉积在衬底上的晶体管、电阻器、电容器、导体。辅助装置可以在比包含在集成电路中的晶体管的击穿电压高的电压下工作。随着施加在晶体管上的工作电压的增加，该晶体管会最终被击穿而导致无法控制的电流的增加。击穿电压是该无法控制的电流的增加发生时的电压电平。击穿的示例可包括例如穿通、雪崩击穿、以及栅氧击穿。长时间工作在击穿电压以上减少晶体管的寿命。
技术实现思路
根据本公开的一个实施方式，提供一种半导体器件，包括：源区，被布置于半导体衬底；漏区，被布置于半导体衬底；栅区，被布置到半导体衬底上，并且位于源区和漏区之间；栅氧区，被布置在半导体衬底上并与栅区接触；以及阱区，被植入到半导体衬底上并位于栅区和栅氧区的下面，其中，栅氧区具有与阱区接触的下外沿部分。根据本公开实施方式的一个方面，阱区包括第一阱和第二阱，第一阱和第二阱被植入不同材料。根据本公开实施方式的一个方面，栅氧区在第一阱与第二阱之间具有在衬底区之上的低内部部分。根据本公开实施方式的一个方面，源区、漏区、以及栅区被植入n型材料。根据本公开实施方式的一个方面，源区、漏区、以及栅区被植入p型材料。根据本公开实施方式的一个方面，栅氧区包括具有第一厚度的第一部分和具有第二厚度的第二部分，第一厚度基本上大于第二厚度。根据本公开实施方式的一个方面，阱区包括具有第一长度的第一阱，第一阱与第一部分接触。根据本公开实施方式的一个方面，阱区还包括第二阱，第二阱具有比第一长度更短的第二长度。根据本公开的另一种实施方式，提供一种半导体器件，包括：源区，被布置于半导体衬底；漏区，被布置于半导体衬底；栅区，被布置到半导体衬底上，并且位于源区与漏区之间；栅氧区，被布置到半导体衬底上与栅区接触；第一阱，被植入到半导体衬底上并与栅氧区接触，第一阱具有第一高度，以及第二阱，被植入到位于浅槽隔离（STI）区下面的半导体衬底上，第二阱具有第二高度，其中，第一高度比第二高度更大。根据本公开实施方式的一个方面，第二阱基本上在浅槽隔离区以下。根据本公开实施方式的一个方面，第一阱和第二阱之间有衬底区，衬底区在栅氧区和包植入层以下延伸，该包植入层与浅槽隔离区接触。根据本公开实施方式的一个方面，所述半导体器件还包括：第三阱，与第一阱接触。根据本公开实施方式的一个方面，衬底具有比第二高度更大的深度。根据本公开实施方式的一个方面，衬底区具有与第一高度基本上相等的深度。根据本公开实施方式的一个方面，第一阱具有第一长度，第二阱具有第二长度，并且其中，第一长度大于第二长度。根据本公开实施方式的一个方面，第三阱具有第三长度，并且其中，第三长度大于第二长度。根据本公开的又一实施方式，提供了一种半导体器件，包括：源区，被布置于半导体衬底；漏区，被布置于半导体衬底；栅区，被布置到半导体衬底上，并且位于源区与漏区之间；栅氧区，被布置在半导体衬底上，与栅区接触；第一阱，被植入到半导体衬底上并与栅氧区接触，第一阱具有第一长度；第二阱，被植入到位于第一浅槽隔离（STI）区下面的半导体衬底上，第二阱具有第二长度；以及第三阱，被植入到位于第二浅槽隔离区下面的半导体衬底上，第三阱具有第三长度，其中，衬底区形成于第一阱和第二阱之间。根据本公开实施方式的一个方面，半导体器件还包括位于第一阱、第二阱、和第三阱下面的深阱。根据本公开实施方式的一个方面，第一阱被植入p型材料，第二阱、第三阱以及深阱被植入n型材料。根据本公开实施方式的一个方面，第一阱被植入n型材料，第二阱、第三阱以及深阱被植入p型材料。附图说明本公开的方法与装置可以参考以下附图和说明而被更好地理解。在附图中，相同的附图标记标示在不同的视图之间的对应的部分。图1示出了根据第一示例性实施方式的低阈值电压LDMOS的第一截面图。图2示出了根据第二示例性实施方式的低阈值电压LDMOS的第二截面图。图3示出了根据第三示例性实施方式的低阈值电压LDMOS的第三截面图。图4示出了根据第四示例性实施方式的低阈值电压LDMOS的第四截面图。图5示出了根据第五示例性实施方式的低阈值电压LDMOS的第五截面图。图6示出了根据第六示例性实施方式的低阈值电压LDMOS的第六截面图。具体实施方式在传统的LDMOS中，阈值电压高并且没有太多的峰值储备来设计高性能电路。因此，期望有更高性能、高电压和低阈值的LDMOS而无需额外掩模（mask）或加工成本。以下描述涉及一个半导体器件例如LDMOS。该半导体器件包括以下：源区，被布置于半导体衬底；漏区，被布置于半导体衬底；栅区，被布置到半导体衬底上并位于源区和漏区之间；栅氧区，被布置到半导体衬底上，与栅区相接触；阱区，被植入到半导体衬底上，并位于栅区和栅氧区下。栅氧区具有与阱区相接触的下外沿部分。图1示出了根据第一示例性实施方式的低阈值电压LDMOS10的第一截面图。LDMOS10形成到一种导电性类型的衬底上。例如，LDMOS10可以是形成在包括p型材料的衬底中的n型LDMOS结构。p型材料可包括接收体类型的杂质原子，该杂质原子能够接收电子，例如但不限于，硼或铝。具有与衬底基本相反导电性的第一重掺杂区域表征源区105a，该源区被布置于LDMOS10的半导体衬底。例如，源区105a可被布置在包括p型材料的半导体衬底内。具有与衬底基本相反导电性的第二重掺杂区域表征LDMOS结构10的漏区105b。例如，源区105a和漏区105b可被植入N+材料以分别形成对应于源区105a的第一N+区域和对应于漏区105b的第二N+区域。“+”表示了该区域被植入了比没有被“+”指定的区域更高的载流子浓度。例如，N+区域通常具有比n类型区域更多数量的过剩载流子。P+区域一般地具有比p型衬底更多数量的过剩载流子孔。n型材料可包括供体类型的杂质原子，该杂质原子能够提供电子，举例而言，例如但不限于，磷、砷或锑。具有与衬底基本相反导电性的第三重掺杂区域表征LDMOS结构10的栅区103。多晶硅可以以与衬底基本相反的导电性被大量地植入以形成栅区103。例如，多晶硅可与N+材料一起被植入以形成一种对应于栅区103的N+多聚区域。栅区103位于源区105a和漏区105b之间。栅氧化层103a在栅区103与衬底在源区105a与漏区105b之间的沟道区之间作为绝缘体工作。在源区105a和漏区105b之间，栅氧化层103a位于栅区103以下并且/或者与栅区103相接触。栅氧化层103a可利用诸如二氧化硅（SiO2）的介电材料形成，尽管可以使用任何相适合的材料。在图1中，栅氧化层103a包括第一部分和第二部分。该第一部分被称作第一栅氧化层106a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：源区，被布置于半导体衬底；漏区，被布置于所述半导体衬底；栅区，被布置到所述半导体衬底上，并且位于所述源区和所述漏区之间；栅氧区，被布置在所述半导体衬底上并与所述栅区接触；以及阱区，被植入到所述半导体衬底上并位于所述栅区和所述栅氧区的下面，其中，所述栅氧区具有与所述阱区接触的下外沿部分。

【技术特征摘要】
2012.07.18 US 13/552,3491.一种半导体器件，包括：源区，被布置于半导体衬底内；漏区，被布置于所述半导体衬底内；栅区，被布置到所述半导体衬底上，并且位于所述源区和所述漏区之间；栅氧区，被布置在所述半导体衬底上并与所述栅区接触；以及阱区，被植入到所述半导体衬底内并位于所述栅区和所述栅氧区的下面，所述阱区包括第一阱和第二阱，以及浅槽隔离(STI)区，布置在所述第二阱上方，所述浅槽隔离(STI)区布置为与所述源区相邻并且将所述第二阱与所述源区隔离，其中，所述栅氧区具有与所述阱区接触的下外沿部分，其中，所述栅氧区包括具有第一厚度的第一部分和具有第二厚度的第二部分，并且其中，所述第一阱布置在所述漏区下面，所述第一阱与所述栅氧区的所述第一部分直接接触而不与所述第二部分接触，并且所述第一阱与布置为与所述源区相邻的所述浅槽隔离(STI)区隔离。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第一阱具有第一长度。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第二阱具有比所述第一长度更短的第二长度。5.一种半导体器件，包括：源区，被布置于半导体衬底内；漏区，被布置于所述半导体衬底内；栅区，被布置到所述半导体衬底上，并且位于所述源区与所述漏区之间；栅氧区，被布置到所述半导体衬底上与所述栅区接触；第一阱，被植入到所述半导体衬底内并与所述栅氧区接触，所述第一阱具有第一高度，以及第二阱，被植入到位于第一浅槽隔离(STI)区下面的所述半导体衬底内，所述第二阱具有第二高度并且与所述源区隔离，其中，所述第一高度比...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤明，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：