具有金属层于漂移区之上的半导体元件的制作方法_2

文档序号:9525647阅读:来源:国知局
0D)区域。图2C是沿着图2A的A-A'联机的超高压 金属氧化物半导体元件130的剖面图。由于超高压金属氧化物半导体元件140的结构是 相似于超高压金属氧化物半导体元件130的结构,故不提供超高压金属氧化物半导体元件 140的另外描述。
[0060] 超高压金属氧化物半导体元件130是提供于一P型衬底(P-typesubstrate) 200 上。请参阅图2A至图2C,高压侧操作区110是配置于衬底200的右侧部分上,低压侧操 作区120是配置于衬底200的左侧部分上。超高压金属氧化物半导体区160及自屏蔽区 (self-shieldingregion) 170是配置于高压侧操作区110与低压侧操作区120之间。一高 压内连区(highvoltageinterconnectionregion) 180是配置于自屏蔽区170之上,且与 超高压金属氧化物半导体区160的右侧边缘以及高压侧操作区110的左侧边缘重叠。高压 侧操作区110是通过自屏蔽区170及高压内连区180来与超高压金属氧化物半导体区160 分开。
[0061] 衬底200包括第一N型埋入层(N-typeBuriedLayer,NBL) 211、第二N型埋入层 212、与第三N型埋入层213。第一N型埋入层211配置于超高压金属氧化物半导体区160 中。第二N型埋入层212配置于超高压金属氧化物半导体区160中。第三N型埋入层213 配置于高压侧操作区110中。第一N型埋入层至第三N型埋入层211至213中的各个是通 过一N型掺杂质(例如砷(arsenic)或铺(antimony))在约1013至1016原子/平方厘米 (atoms/cm2)的浓度下进行掺杂。一第一高压N型讲(High-VoltageN-Well,HVNW) 221是配 置于衬底200的超高压金属氧化物半导体区160中。一第二高压N型阱222是配置于衬底 200的高压侧操作区110。第一高压N型阱221与第二高压N型阱222是隔开并电性隔离。 第一高压N型阱221与第二高压N型阱222是通过N型掺杂质(例如是磷(phosphorus) 或砷)在约1011至1〇13原子/平方厘米(atoms/cm2)的浓度下进行掺杂。第一N型埋入层 211是连接于第一高压N型阱221的底部的左侧。第二N型埋入层212是连接于第一高压 N型阱221的底部的右侧。第三N型埋入层213是连接于第二高压N型阱222的底部。
[0062] 一第一P型阱(Piell,PW)231是配置于第一高压N型阱221中,且第一P型阱 231是延伸以在第一高压N型阱221的底部连接于第一N型埋入层211。第二P型阱232 与第三P型阱233是配置于衬底200的自屏蔽区170中,位于第一高压N型阱221与第二 高压N型阱222之间。第一P型阱至第三P型阱231至233是通过P型掺杂质(例如硼 (boron))在约1011至1014原子/平方厘米的浓度下进行掺杂。第二P型阱232是邻近于 第一高压N型阱221的右侧,且第三P型阱233是邻近于第二高压N型阱222的左侧。第 二P型阱232与第三P型阱233是彼此分开,以电性隔离高压侧操作区110与低压侧操作 区120。虽然绘示于图2A至图2C的超高压金属氧化物半导体元件130仅包括第二P型阱 232与第三P型阱233,以电性隔离第一高压N型阱221与第二高压N型阱222,超高压金属 氧化物半导体元件130可包括大于2个P型阱,这些P型阱配置于第一高压N型阱221与 第二高压N型阱222之间,以电性隔离第一高压N型阱221与第二高压N型阱222。此外, 第二高压P型讲232与第三高压P型讲233促使一降低表面电场(reducedsurfacefield, RESURF)效应,使得一漂移区(driftregion)(将详细描述于下文中)可以完全地空乏。
[0063] 一漂移区240是配置于第一高压N型阱221中,且与第一P型阱231分开。漂移 区240包括多个第一部分240a与第二部分240b,第一部分240a与第二部分240b是交替 地沿超高压金属氧化物半导体元件130的通道的宽度方向(即图2A至图2C中所示的Y方 向)配置。第一部分240a中的各个包括一P型顶层(P-toplayer)242以及形成于P型顶 层242上的N型阶层(N-gradelayer) 244。第二部分240b中的各个并不包括任何的P型 顶层或N型阶层。P型顶层242是通过P型掺杂质(例如硼(boron))在约1011至1014原 子/平方厘米的浓度下进行掺杂。N型阶层244是通过N型掺杂质(例如磷(phosphorus) 或砷(arsenic))在约1011至1014原子/平方厘米的浓度下进行掺杂。虽然图2C仅绘示 其中一个第一部分240a的剖面图,第二部分240b的剖面图是相似于第一部分240a的剖面 图,除了在第二部分240b的剖面图中,第一高压N型阱221形成漂移区240的整体。漂移 区240的功用是将操作电压(operatingvoltage)降低,由在高压侧操作区110中高于500 伏特的相对高压降低至在低压侧操作区120中0伏特的电压。因此,形成于高压侧操作区 110中的元件的操作电压是高于500伏特,且形成于低压侧操作区120中的元件的操作电压 是约〇伏特。
[0064] 一绝缘层250是配置于衬底200之上。绝缘层250可形成场氧化物(fieldoxide, FOX)。下文中,绝缘层250是意指为场氧化层(FOXlayer) 250。场氧化层250包括一第一 场氧化部分251、一第二场氧化部分252、一第三场氧化部分253、与一第四场氧化部分254。 第一场氧化部分251覆盖第一高压N型阱221的左侧边缘部分以及第一P型阱231的左侧 边缘部分。第二场氧化部分252覆盖漂移区240。第三场氧化部分253覆盖第一高压N型 阱221的右侧边缘部分、第二P型阱232、第三P型阱233、第二P型阱232与第三P型阱 233之间的空间、以及第二高压N型阱222的左侧边缘部分。第四场氧化部分254覆盖第二 高压N型阱222的右侧边缘部分。
[0065] -栅极氧化层(gateoxidelayer) 260是配置于衬底200之上,栅极氧化层260覆 盖第一P型阱231的右侧部分、及第一P型阱231与第二场氧化部分252之间的空间。一 栅极层270是配置于衬底200之上,栅极层270覆盖栅极氧化层260及第二场氧化部分252 的左侧部分。间隔物(spacer) 280是配置于栅极层270的侧壁上。一第一N+区291 (在下 文中意指为源极区291)是配置于第一P型阱231的右侧部分中,邻近于栅极氧化层260的 左侧部分。一第二N+区292 (下文中是意指漏极区292)是配置于第一高压N型阱区221, 位于第二场氧化部分252与第三场氧化部分253之间。第三N+区293是配置于第二高压N 型阱222中,位于第三场氧化部分253与第四场氧化部分254之间。第一N+区至第三N+区 291至293是通过N型掺杂质(例如磷或砷)在约1015至1016原子/平方厘米的浓度下进 行掺杂。一P+区300 (下文中意指本体区(bulkregion) 300)是配置于第一P型阱231的 左侧部分中,邻近于第一场氧化部分251的右侧边缘部分。P+区300是通过P型掺杂质(例 如硼)在约1〇15至1〇16原子/平方厘米的浓度下进行掺杂。因此,栅极层270覆盖源极区 291与第二场氧化部分252之间的区域,且延伸以覆盖第二场氧化部分252的左侧部分。
[0066] 一层间介电层(interlayerdielectriclayer,ILDlayer)310是配置于衬底200 之上,且具有通孔洞(throughhole)分别地对应于本体区300、源极区291、栅极层270、漏 极区292、与第三N+区293。第一金属层(firstmetallayer,Mllayer)320是配置于层间介 电层310之上,且第一金属层320包括彼此电性隔离的第一个第一金属层部分至第六个第 一金属层部分321至326。第一个第一金属层部分321重叠于本体区300,且第一个第一金 属层部分321经由层间介电层310中对应的通孔洞连接于本体区300。第二个第一金属层 部分322重叠于源极区291,且第二个第一金属层部分322经由层间介电层310中对应的通 孔洞连接于源极区291。第三个第一金属层部分323重叠于栅极层270与第二场氧化部分 252,且第三个第一金属层部分323经由层间介电层310中对应的通孔洞连接于栅极层270。 第四个第一金属层部分324重叠于第二场氧化部分252,且第四个第一金属层部分324可 连接以接收一开机电压(bootvoltage,Vb(mt)。第五个第一金属层部分325重叠于漏极区 292,且第五个第一金属层部分325经由层间介电层310中对应的通孔洞连接于漏极区292。 第六个第一金属层部分326重叠于第三N+区293,且第六个第一金属层部分326经由层间 介电层310中对应的通孔洞连接于第三N+区293。虽然于图2A至图2C中未显示第四个第 一金属层部分324可连接于形成于衬底200上的一电阻或一齐纳二极管(zenerdiode), 以将开机电压(Vbciclt)降压至较低的电压,因而提供一电压差以施加于形成于高压侧操作区 110中的兀件(未显不),且具有等同于该电压差的一操作电压。例如,若开机电压是500 伏特,第四个第一金属层部分324可连接于电阻或齐纳二极管,以将500伏特的
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1