横向双扩散金属氧化物半导体元件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种横向双扩散金属氧化物半导体(lateral double diffused metaloxide semiconductor, LDMOS)元件及其制造方法,特别是指一种维持崩溃防护电压并降低导通电阻的LDMOS元件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]图1A与IB分别显示一种现有横向双扩散金属氧化物半导体(lateral doublediffused metal oxide semiconductor, LDMOS)兀件100的剖视不意图与俯视不意图。如图1A与IB所示，LDMOS元件100包含:漂移区12、隔绝氧化区13、第一氧化区14、本体区16、栅极17、源极18、与漏极19。其中，漂移区12的导电型为N型，形成于基板11上，隔绝氧化区13为区域氧化(local oxidat1n of silicon, LOCOS)结构，以定义操作区13a,作为LDMOS元件100操作时主要的作用区。操作区13a的范围由图1B中，粗黑虚线框所示意。栅极17覆盖部分第一氧化区14。为使LDMOS元件100的耐压(withstand voltage)提高，隔绝氧化区13与第一氧化区14的厚度增加，但如此一来，LDMOS元件100的导通电阻将会提高，操作的速度降低，降低元件的性能。
[0003]有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的改善，提出一种LDMOS元件及其制造方法，可维持崩溃防护电压并降低导通电阻的LDMOS元件及其制造方法。
【发明内容】
[0004]本发明的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)兀件及其制造方法，特别是一种可维持崩溃防护电压并降低导通电阻的LDMOS元件及其制造方法。
[0005]为达上述目的，就其中一观点言，本发明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)兀件，包含:一漂移区，具有第一导电型，形成于一基板上；一隔绝氧化区，形成于该漂移区上，以定义一操作区；一第一氧化区，形成于该漂移区上的该操作区中；一第二氧化区，形成于该漂移区上的该操作区中，并与该第一氧化区于一横向上连接；一栅极，形成于该漂移区上，由俯视图视之，该栅极位于该操作区中，并覆盖至少部分该第二氧化区及部分该第一氧化区，该栅极包括:一介电层，形成于该漂移区上，并与该第二氧化区于该横向上连接，且该第二氧化区隔开该介电层及该第一氧化区；一堆叠层，形成于该介电层上；以及一间隔层，形成于该堆叠层的一侧壁外；一本体区，具有第二导电型，形成于该漂移区中，且部分该本体区位于该栅极下方；一源极，具有第一导电型，形成于该本体区中，且由俯视图视之，该间隔层介于该源极与该堆叠层之间；以及一漏极，具有第一导电型，形成于该漂移区中，且由俯视图视之，该漏极介于该第一氧化区与该隔绝氧化区之间；其中，该隔绝氧化区、该第一氧化区、与该第二氧化区于一纵向上，分别具有一隔绝厚度、第一厚度、与第二厚度，且该第二厚度小于该第一厚度。
[0006]为达上述目的，就另一观点言，本发明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)兀件制造方法,包含:提供一基板；形成一漂移区于该基板上，其具有第一导电型；形成一隔绝氧化区于该漂移区上，以定义一操作区；形成一第一氧化区于该漂移区上的该操作区中；形成一第二氧化区于该漂移区上的该操作区中，并与该第一氧化区于一横向上连接；形成一栅极于该漂移区上，由俯视图视之，该栅极位于该操作区中，并覆盖至少部分该第二氧化区及部分该第一氧化区，包括:形成一介电层于该漂移区上，并与该第二氧化区于该横向上连接，且该第二氧化区隔开该介电层及该第一氧化区；形成一堆叠层于该介电层上；形成一间隔层于该堆叠层的一侧壁外；形成一本体区于该漂移区中，其具有第二导电型，且部分该本体区位于该栅极下方；形成一间隔层于该堆叠层的侧壁外该上表面上；形成一源极，于该本体区中，其具有第一导电型，且由俯视图视之，该间隔层介于该源极与该堆叠层之间；以及形成一漏极于该漂移区中，具有第一导电型，且由俯视图视之，该漏极介于该第一氧化区与该隔绝氧化区之间；其中，该隔绝氧化区、该第一氧化区、与该第二氧化区于一纵向上，分别具有一隔绝厚度、第一厚度、与第二厚度，且该第二厚度不大于该隔绝厚度与该第一厚度。
[0007]在其中一种较佳的实施型态中，该隔绝氧化区、该第一氧化区、与该第二氧化区为区域氧化(local oxidat1n of silicon, LOCOS)结构,且该第一厚度大于该隔绝厚度。
[0008]在其中一种较佳的实施型态中，其中该隔绝氧化区、该第一氧化区、或该第二氧化区为浅沟槽绝缘(shallow trench isolat1n, STI)结构。
[0009]在其中一种较佳的实施型态中，其中该隔绝氧化区、该漏极、该第一氧化区、该第二氧化区、与该介电层于该横向上依序相邻排列。
[0010]在其中一种较佳的实施型态中，更包括一本体极，具有第二导电型，形成于该本体区中，以作为该本体区的电性接点。
[0011]为达上述目的，就另一观点言，本发明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)兀件，包含:一漂移区，具有第一导电型，形成于一基板上；一隔绝氧化区，形成于该漂移区上，以定义一操作区；一第一氧化区，形成于该漂移区上的该操作区中；一栅极，形成于该漂移区上，由俯视图视之，该栅极位于该操作区中，并覆盖部分该第一氧化区，该栅极包括:一介电层，形成于该漂移区上，并与该第一氧化区于该横向上连接；一堆叠层，形成于该介电层上；以及一间隔层，形成于该堆叠层的一侧壁外；一本体区，具有第二导电型，形成于该漂移区中，且部分该本体区位于该栅极下方；一源极，具有第一导电型，形成于该本体区中，且由俯视图视之，该间隔层介于该源极与该堆叠层之间；以及一漏极，具有第一导电型，形成于该漂移区中，且由俯视图视之，该漏极介于该第一氧化区与该隔绝氧化区之间；其中，该隔绝氧化区与该第一氧化区为浅沟槽绝缘(shallow trench isolat1n, STI)结构,且于一纵向上,分别具有一隔绝厚度与第一厚度，且该第一厚度小于该隔绝厚度。
【附图说明】
[0012]图1A-1B显示一种现有LDMOS元件100 ；
[0013]图2A-2J显示本发明的第一个实施例；
[0014]图3A-3C显示本发明的第二个实施例；
[0015]图4A-4F显示本发明的第三个实施例；
[0016]图5A-5F显示本发明的第四个实施例；
[0017]图6显示本发明的第五个实施例；
[0018]图7显示本发明的第六个实施例；
[0019]图8显示本发明的第七个实施例；
[0020]图9显示本发明的第八个实施例；
[0021]图10举例显示利用现有技术与利用本发明的LDMOS元件的崩溃防护电压(breakdown voltage)与导通阻值(conduct1n resistance)的比较；
[0022]图11A-11B分别显示利用现有技术与利用本发明的LDMOS元件的等电位模拟图；
[0023]图12A-12B分别显示利用现有技术与利用本发明的LDMOS元件的电流向量模拟图；
[0024]图13显示现有技术与根据本发明的LDMOS元件的电流与栅极电压特征曲线图。
[0025]图中符号说明
[0026]11,21,41基板
[0027]12，22，42漂移区
[0028]13，23，43，53隔绝氧化区
[0029]13a, 23a, 43a, 53a 操作区
[0030]14，24，34，44，64，94 第一氧化区
[0031]16,26,46本体区
[0032]17，27，47栅极
[0033]17a, 27a介电层
[0034]17b, 27b堆叠层
[0035]17c, 27c间隔层
[0036]18，28，48源极
[0037]19，29，49漏极
[0038]25，35，45，85，95 第二氧化区
[0039]25a, 35a, 44a屏蔽层
[0040]26本体区
[0041]26a, 46a光阻层
[0042]28a轻掺杂区
[0043]34a氧化区
[0044]100, 200, 300, 400, 500, 600, 700LDM0S 元件
[0045]