[发明专利]横向双扩散金属氧化物半导体元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体(lateral double diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)元件及其制造方法，特别是指一种具有较高崩溃防护电压的LDMOS元件及其制造方法。

背景技术

图1A-1C分别显示现有技术的横向双扩散金属氧化物半导体(lateral double diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)元件100的剖视图、立体图、与俯视图。如图1A-1C所示，P型基板11中具有隔绝区12，其围绕一封闭区域(如图1C中，隔绝区12的粗黑框线所示意)，以定义LDMOS元件100的功能区，隔绝区12与场氧化区12a例如为浅沟槽绝缘(shallow trench isolation,STI)结构或如图所示的区域氧化(local oxidation of silicon,LOCOS)结构。LDMOS元件100包含N型井区14、栅极13、漏极15、源极16、本体区17、本体极17a、以及场氧化区12a。其中，N型井区14、漏极15与源极16由微影技术形成光阻或/及以部分或全部的栅极13为屏蔽，以定义各区域，并分别以离子植入技术，将N型杂质，以加速离子的形式，植入定义的区域内。其中，漏极15与源极16分别位于栅极13两侧下方；本体区17与本体极17a由微影技术形成光阻或/及以部分或全部的栅极13为屏蔽，以定义各区域，并分别以离子植入技术，将P型杂质，以加速离子的形式，植入定义的区域内。而且LDMOS元件中，栅极13有一部分位于场氧化区12a上。LDMOS元件为高压元件，亦即其设计用于供应较高的操作电压。LDMOS元件的崩溃防护电压越高，导通阻值越低，其应用范围越广。一般而言，崩溃防护电压与导通阻值无法兼顾，欲降低LDMOS元件导通阻值，则必须更动离子植入参数，如此会牺牲崩溃防护电压；或是增加特定区域的离子植入步骤，如此则需要额外的微影与植入步骤，将会增加制造成本，才能达到所欲的导通阻值与崩溃防护电压。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种LDMOS元件及其制造方法，在不增加制程步骤且不牺牲元件操作的导通阻值的情况下，提高崩溃防护电压，增加元件的应用范围。此外，本发明的LDMOS元件的离子植入参数可与低压元件共享，亦即可整合于低压元件的制程，以在同一晶圆上同时制造高压元件和低压元件。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种横向双扩散金属氧化物半导体(lateral double diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)元件及其制造方法。

为达上述目的，本发明提供了一种LDMOS元件，形成于一第一导电型基板中，该基板具有一上表面，该LDMOS元件包含：一第二导电型高压井区，形成于该上表面下的该基板中；一第一场氧化区，形成于该上表面上，由俯视图视之，该第一场氧化区位于该高压井区中；一栅极，形成于该上表面上，且该栅极包括一第一部分，位于该第一场氧化区上；一第二导电型源极与一第二导电型漏极，分别形成于该栅极两侧的该上表面下方；一第一导电型本体区，形成于该上表面下该基板中，与该源极位于该栅极同侧，且该源极位于该本体区中；以及至少一第二场氧化区，形成于该上表面上，由俯视图视之，该第二场氧化区位于该第一场氧化区与该漏极之间。

就另一观点，本发明也提供了一种横向双扩散金属氧化物半导体(lateral double diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)元件制造方法，包含：提供一第一导电型基板，该基板具有一上表面；形成一第一场氧化区与至少一第二场氧化区于该上表面上；形成一第二导电型高压井区于该上表面下的该基板中，由俯视图视之，该第二导电型高压井区的范围包含该第一场氧化区与该至少一第二场氧化区；形成一栅极于该上表面上，且该栅极包括一第一部分，位于该第一场氧化区上；以及形成一第二导电型源极与一第二导电型漏极于该栅极两侧的该上表面下方，并形成一第一导电型本体区于该上表面下该基板中，与该源极位于该栅极同侧，且该源极位于该本体区中，其中该漏极位于最远离该栅极的该第二场氧化区的外侧；其中，该高压井区形成于该第一场氧化区与该第二场氧化区形成之后，以使得该高压井区中的第二导电型杂质浓度的分布，相关于该第二场氧化区的位置。