举例显示利用现有技术与利用本发明的LDMOS元件的导通阻值(conduct1nresistance, Ron)与崩溃防护电压(breakdown voltage, BV)的比较。其中，现有技术LDMOS元件的Ron与BV的关系，由四方形节点所示意；而根据本发明的LDMOS元件的Ron与BV的关系，由三角形节点所示意。由图10虚线所示意的读值可以看出，根据本发明的LDMOS元件，在相同崩溃防护电压下，其导通阻值明显较低；且在相同导通阻值下，其崩溃防护电压明显较高。因此，根据本发明的LDMOS元件可在维持崩溃防护电压的条件下，降低导通阻值，提高导通电流，增加LDMOS元件的应用范围。
[0063]图11A-11B分别显示现有技术与根据本发明的LDMOS元件在不导通时的等电压轮廓线模拟图，比较LDMOS元件不导通时的等电压轮廓线，可以了解根据本发明的LDMOS元件，有较高的崩溃防护电压。请同时参阅现有技术LDMOS元件的等电压轮廓线模拟图图11A，与根据本发明LDMOS元件的等电压轮廓线模拟图图11B，可以看出本发明的LDMOS元件，相较于现有技术LDMOS元件，其在栅极下方等电压轮廓线密度较低，代表在相同操作情形下，也就是元件不导通时，根据本发明LDMOS元件的电场强度较低，因此可以承受更高的电压，换言之，崩溃防护电压较大。须说明的是，所谓LDMOS元件不导通，指在源极与漏极电连接至不同的预设电位，而利用施加于栅极的栅极电压，使源极与漏极之间，除了些微的漏电流之外，无电流流过的状态。
[0064]图12A-12B分别显示现有技术与根据本发明的LDMOS元件在导通时的电流向量模拟图，比较LDMOS元件导通时的电流向量模拟图，可以了解根据本发明的LDMOS元件，有较高的电流密度。请同时参阅现有技术LDMOS元件的电流向量模拟图图12A，与根据本发明LDMOS元件的电流向量模拟图图12B，可以看出本发明的LDMOS元件，相较于现有技术LDMOS元件，其在栅极下方电流向量线密度较高，代表在相同操作情形下，也就是元件导通时，根据本发明LDMOS元件的电流较高，因此在导通时有较高的电流，换言之，导通电阻较低。因此，根据本发明的LDMOS元件可提高导通电流，增加LDMOS元件的应用范围。
[0065]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。如图所示，现有技术在LDMOS元件导通时的电流，明显低于根据本发明的LDMOS元件导通时的电流。因此，根据本发明的LDMOS元件可降低导通阻值，提高导通电流，增加LDMOS元件的应用范围。
[0066]以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。例如，在不影响元件主要的特性下，可加入其它制程步骤或结构，如临界电压调整区等；再如，栅极下方的氧化区数目可为更多，而不限于为二 ；又如，微影技术并不限于光罩技术，亦可包含电子束微影技术；再如，导电型P型与N型可以互换，只需要其它区域亦作相应的互换极可。本发明的范围应涵盖上述及其它所有等效变化。
【主权项】
1.一种横向双扩散金属氧化物半导体元件，其特征在于，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。
2.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件，其中，该隔绝氧化区、该第一氧化区、与该第二氧化区为区域氧化结构，且该第一厚度大于该隔绝厚度。
3.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件，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结构。
4.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件，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。
5.如权利要求1所述的横向双扩散金属氧化物半导体兀件，其中，还包括一本体极，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。
6.一种横向双扩散金属氧化物半导体元件制造方法，其特征在于，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。
7.如权利要求6所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件制造方法，其中，该隔绝氧化区、该第一氧化区、与该第二氧化区为区域氧化结构，且该第一厚度大于该隔绝厚度。
8.如权利要求6所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件制造方法，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结构。
9.如权利要求6所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件制造方法，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。
10.如权利要求6所述的横向双扩散金属氧化物半导体元件制造方法，其中，还包括形成一本体极于该本体区中，具有第二导电型，以作为该本体区的电性接点。
11.一种横向双扩散金属氧化物半导体元件，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明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。其中，LDMOS元件包含：漂移区、隔绝氧化区、第一氧化区、第二氧化区、栅极、本体区、源极、以及漏极。其中，隔绝氧化区、第一氧化区、与第二氧化区于纵向上，分别具有隔绝厚度、第一厚度、与第二厚度，且第二厚度小于第一厚度。本发明利用第一氧化区与第二氧化区，维持LDMOS元件崩溃防护电压并降低导电阻。
【IPC分类】H01L29-78, H01L21-336, H01L29-06
【公开号】CN104659094
【申请号】CN201310600915
【发明人】黄宗义, 杨清尧, 廖文毅, 苏宏德, 张国城
【申请人】立锜科技股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月22日