[发明专利]高电压金属氧化半导体装置与制造该装置的方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体装置，且特别是有关于一种适用于特高压操作的具有隔离结构的N型金属氧化物半导体装置。

背景技术

近年来几乎在所有的电子装置制造方面都有装置规模缩小的趋势。当装置实质上具有相同的容量，较小型的电子装置比起较大且笨重的电子装置更受到欢迎。因此，具有制造较小的元件的技术可明确地促使从业者生产出较小的装置以设置这些较小元件。然而，许多现代电子装置需要执行驱动功能(例如是交换装置)及数据处理两者、或是执行其它的判断功能。使用低电压互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxide-semiconductor，CMOS)技术是不能使装置具有这些双重功能的。因此，目前已经发展出高电压集成电路(high-voltage integrated circuits，HVIC)或功率集成电路(power-integrated circuits，PIC)以试图将高电压装置结构与低电压装置结构整合在单一芯片上。

在相对高电压进行开关转换的应用装置，例如包括平板显示器、光源及镇流器应用(例如是发光二极管的发光应用)、电源供应器(例如是移动装置充电器)以及其它许多产品。可运用在这些应用装置中的高电压金属氧化半导体装置应该具有高击穿电压，以避免从高电压区域到低电压区域的击穿，并具有相对低的导通电阻。

一般而言，电源装置可归类为垂直结构和横向结构等两种装置。运用垂直结构的装置具有一电流路径是通过衬底从装置的顶部流到装置的底部。运用横向结构的装置具有一电流路径是经由同一表面(例如是芯片的上表面)进出芯片(集成电路)。横向结构可以允许不同型态的补偿及将多重横向装置设置于同一衬底上。然而，这样做仅对电性分离有效。

发明内容

本发明是提供具有芯片面积效率最佳化可在特高压侧操作的一些实施例。再者，一些实施例是提供用于高压侧操作的隔离结构。

在一优选实施例中，提供高电压金属氧化物半导体(high-voltagemetal-oxide-semiconductor，HVMOS)装置(“优选的”在本文中是指“作为范例、例子或附图”)。高电压金属氧化物半导体可以包括一源极、一漏极、一栅极、一漂移区域及一自我保护区域。栅极设置接近于源极。漂移区域实质上设置于漏极与栅极和源极的一区域之间。自我保护区域设置接近于漏极。

在另一优选实施例中，是提供一高电压金属氧化物半导体装置的制造方法。此方法可以包括提供一源极与一栅极，该源极与该栅极彼此接近。提供一漏极。提供一漂移区域，实质上设置于漏极与栅极和源极的一区域之间。提供一自我保护区域，设置接近于漏极。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示根据一实施例的特高压N型金属氧化物半导体装置的剖面图。

图2，包括图2A到图2D，是根据一实施例绘示制造图1的装置的流程。

图3提供在一实施例中材料的掺杂浓度，当强调图1的实施例装置中的四个特定区域的附图。

图4，包括图4A到图4D，绘示图3中每一强调的个别轮廓区域的掺杂浓度的详细轮廓。

图5绘示一实施例中装置设计的俯视图。

图6绘示一实施例中运用一金属场板替代二金属场板来电性连接(如图1及图2所显示)。

图7绘示根据一实施例的可选择的结构中高电压N型阱可在主体源极P型阱下方延伸。

图8绘示根据一实施例的可选择的结构中额外的N型掺杂内埋层是提供于主体源极P型阱下方。

图9绘示根据一实施例的可选择的结构中设置于高电压互连区域的P型阱分为互相隔开的二P型阱。

图10绘示根据一实施例的可选择的结构中图9的P型阱具有P型顶层设置于P型阱下面。

图11绘示根据一实施例的可选择的结构中，设置于高电压互连区域中的P型阱具有P型顶层设置于其下方。

图12绘示根据一实施例中，本发明的实施例的特征如何提供隔离与自我保护以避免特高压N型金属氧化物半导体的高压侧与接地之间产生漏电路径。

图13绘示根据本发明的一实施例中关于方法的操作提供具有隔离结构的用于特高压操作的N型金属氧化物半导体装置。

图14绘示根据一实施例中特高压N型金属氧化物半导体装置的剖面图。

图15，包括图15A到图15D，是根据一实施例绘示制造图14的装置的流程。