專利名稱：高壓半導(dǎo)體組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種高壓半導(dǎo)體組件，且特別是有關(guān)于一種具有一個(gè)鄰近閘電極的外加區(qū)域的高壓半導(dǎo)體組件。此外加區(qū)域可以是高介電常數(shù)的介電材料，其例如是氮化物或是導(dǎo)體。導(dǎo)體例如是多晶硅。本發(fā)明也有關(guān)于制造上述的高壓半導(dǎo)體組件的方法。
背景技術(shù)：
在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域中，金氧半(metal oxide semiconductor，MOS)晶體管組件已為眾人所知。金氧半場效晶體管(metal oxide semiconductorfield effect transistor，MOSFET)是各種場效晶體管(field effecttransistor，F(xiàn)ET)被廣泛運(yùn)用的一種。金氧半場效晶體管可以是n通道晶體管(NMOS)或p通道晶體管(PMOS)，并且可以應(yīng)用在高功率組件。當(dāng)電壓施加于金氧半場效晶體管的閘極與源極區(qū)的接頭之間時(shí)，所產(chǎn)生的電場穿過氧化層，并且在閘極下會產(chǎn)生一個(gè)所謂“反轉(zhuǎn)通道”。此反轉(zhuǎn)通道與源極區(qū)及汲極區(qū)是相同的導(dǎo)電類型，也就是p型或n型，從而提供一個(gè)電流可以通過的管道。
以n信道晶體管為例，在此組件的源極區(qū)與汲極區(qū)之間的硅通道是p型硅。當(dāng)在閘電極上施加比啟始電壓(threshold voltage)更大的電壓時(shí)，在p型材料中的電子會被反轉(zhuǎn)，然后導(dǎo)通上述的信道并開啟此組件。相反地，當(dāng)在閘極上施加比啟始電壓更小的電壓時(shí)，上述組件就會關(guān)閉。以p信道晶體管為例，此組件的源極區(qū)與汲極區(qū)之間的硅通道是n型硅。以互補(bǔ)式金氧半場效晶體管為例，在晶體管開啟之前，電流不會流通。
圖1A繪示一個(gè)典型的現(xiàn)有對稱金氧半場效晶體管組件100，其包括氧化物填充物111。此金氧半場效晶體管組件100包括半導(dǎo)體基底102、源極區(qū)104、汲極區(qū)112、閘極125及通道區(qū)105。源極區(qū)104具有一金屬或多晶硅的接觸窗(contact)104a，汲極區(qū)112也具有一金屬或多晶硅的接觸窗112a。氧化物填充物111至少環(huán)繞閘極125的側(cè)邊，且至少覆蓋半導(dǎo)體基底102的主要表面102a的至少一部分。此金氧半場效晶體管組件100包括輕摻雜(lightly doped)區(qū)域126及128，其分別位于閘極125與源極區(qū)104之間與門極125與汲極區(qū)112之間。同樣地，圖1B繪示一個(gè)典型的現(xiàn)有非對稱高壓金氧半場效晶體管組件100，其具有類似的特征。
圖2是現(xiàn)有的高壓金氧半場效晶體管的汲極區(qū)電流Id對應(yīng)汲極區(qū)電壓Vd的關(guān)系圖，其顯示閘極電壓持續(xù)增加時(shí)會發(fā)生“半飽和效應(yīng)”(quasi-saturation effect)。由于n-區(qū)128的載子到達(dá)飽和速率，故決定了飽和電流，因此高壓金氧半場效晶體管組件100的汲極區(qū)電流在閘極電壓Vg逐漸增加時(shí)會飽和。借由增加n型摻質(zhì)的濃度，可以增加半飽和電流。然而這種方式會不必要地降低金氧半場效晶體管組件100的崩潰電壓。
圖3繪示上述的現(xiàn)有高壓金氧半場效晶體管組件100的閘極邊緣電場線。邊緣電場線的存在更使n-區(qū)128的載子濃度與閘極電壓具有相關(guān)性。圖4繪示現(xiàn)有的高壓金氧半場效晶體管組件100電子濃度對應(yīng)信道部位的關(guān)系圖，其顯示當(dāng)閘極電壓Vg增加時(shí)，載子濃度會隨之增加。在n-區(qū)126及128的載子濃度會隨著閘極電壓Vg而增加是由于閘極的邊緣電場。這可以解釋為何高壓金氧半晶體管即便進(jìn)入半飽和區(qū)域時(shí)，汲極區(qū)電流Id與閘極電壓Vg仍然具有微弱的相關(guān)性。
相對于傳統(tǒng)的高壓金氧半場效晶體管，必須提出具有強(qiáng)的閘極邊緣電場及增大的半飽和電流的高壓金氧半場效晶體管。達(dá)成此目標(biāo)的方式可以是提供一種高壓金氧半場效晶體管，具有鄰近其閘電極的外加區(qū)域。此外加區(qū)域可以是高介電常數(shù)的介電材料，例如氮化物；或是導(dǎo)體，例如多晶硅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高壓半導(dǎo)體組件，以提出具有強(qiáng)的閘極邊緣電場的高壓半導(dǎo)體組件。
本發(fā)明的另一目的是提供一種高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，以增大高壓半導(dǎo)體組件的半飽和電流。
簡而言之，本發(fā)明包括一個(gè)高壓半導(dǎo)體組件，其包括具有主要表面的硅基底、位于主要表面上的閘極、一源極區(qū)及一汲極區(qū)。源極區(qū)位于鄰近主要表面的部分硅基底中。汲極區(qū)也位于鄰近主要表面的部分硅基底，并鄰近主要表面。汲極區(qū)與源極區(qū)分離。通道區(qū)是定義在硅基底的一部分之中，并鄰近源極區(qū)與汲極區(qū)之間的主要表面。通道區(qū)至少部分位于閘極以下。一外加區(qū)域，其材質(zhì)為高介電常數(shù)的介電材料或?qū)w材料。此外加區(qū)域配置于鄰近信道區(qū)的主要表面上。高介電常數(shù)的介電材料及導(dǎo)體材料例如分別是氮化物或多晶硅。
另一方面，本發(fā)明包括一種高壓半導(dǎo)體組件的制造方法。此方法包括提供硅基底，其具有主要表面。然后，在硅基底的主要表面上形成閘極。之后，在鄰近主要表面的部分硅基底中形成源極區(qū)，并在鄰近主要表面的部分硅基底中形成汲極區(qū)。在鄰近源極區(qū)與汲極區(qū)之間的主要表面的部分硅基底中形成通道區(qū)。沉積一層由高介電常數(shù)的介電材料(例如氮化物)或?qū)w材料(例如多品硅)的外加層在基底的主要表面上。此層被選擇性地蝕刻，以在鄰近通道區(qū)的半導(dǎo)體基底的主要表面上留下至少一部分的外加層。
由于本發(fā)明的高壓半導(dǎo)體組件具有外加區(qū)域，因此能夠具有強(qiáng)的閘極邊緣電場，并且可以增加半飽和電流。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1A是現(xiàn)有的對稱高壓金氧半場效晶體管組件的正視的部分剖面圖。
圖1R是現(xiàn)有的非對稱高壓金氧半場效晶體管組件的部分正視剖面圖。
圖2是圖1的高壓金氧半場效晶體管的汲極區(qū)電流對應(yīng)汲極區(qū)電壓關(guān)系圖，其繪示在閘極電壓增加時(shí)的半飽和效應(yīng)。
圖3是現(xiàn)有的高壓金氧半場效晶體管的部分正視剖面圖，其繪示閘極邊緣電場線。
圖4是圖1的現(xiàn)有高壓金氧半場效晶體管的電子濃度對應(yīng)信道部位關(guān)系圖，其繪示當(dāng)閘極電壓增加，載子濃度會隨之增加。
圖5A是本發(fā)明一實(shí)施例的一種高壓金氧半場效晶體管組件的部分正視剖面圖，此高壓金氧半場效晶體管組件具有外加區(qū)域。外加區(qū)域填充高介電常數(shù)的介電材料或?qū)w材料，以增加閘極對n型區(qū)的載子濃度的控制能力。
圖5B是圖5A的高壓金氧半場效晶體管的部分正視剖面圖，其中外加區(qū)域與閘極分離。
圖6是一般的高壓金氧半場效晶體管及具有填充氮化物的外加區(qū)域的高壓金氧半場效晶體管在閘極電壓增加時(shí)的汲極區(qū)電流對應(yīng)汲極區(qū)電壓的關(guān)系圖。
圖7是一般的高壓金氧半場效晶體管及具有填充多晶硅的外加區(qū)域的高壓金氧半場效晶體管在閘極電壓增加時(shí)的汲極區(qū)電流對應(yīng)汲極區(qū)電壓的關(guān)系圖。
圖8是現(xiàn)有的高壓金氧半場效晶體管的部分的正視剖面圖，其繪示在熱載子壓力之后負(fù)電荷注入氧化物填充物的情形。
圖9是比較具有熱載子壓力條件的前后，及在閘極電壓增加時(shí)，圖8的現(xiàn)有高壓金氧半場效晶體管的汲極區(qū)電流對應(yīng)汲極區(qū)電壓關(guān)系圖。
100金氧半場效晶體管組件102半導(dǎo)體基底102a、202a主要表面 104、204源極區(qū)104a、204a、212a接觸窗 105、205通道區(qū)111氧化物填充物112、212汲極區(qū)
125、225閘極 126、128、226、228n-區(qū)200高壓金氧半場效晶體管202硅基底211介電層或氧化層 226、228輕摻雜區(qū)230外加區(qū)域Id汲極區(qū)電流Vd汲極區(qū)電壓 Vg閘極電壓具體實(shí)施方式
在以下的內(nèi)容中會應(yīng)用特定的術(shù)語以便說明，但是這些術(shù)語不限定本發(fā)明的內(nèi)容。詞匯如“右”、“左”、“下”及“上”表示圖中的參考方向。詞匯如“向內(nèi)的”及“向外的”分別表示指向及遠(yuǎn)離所描述的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的幾何中心。這些詞匯包括以上的特定用語、衍生用語及具有類似含意的用語。此外，在申請專利范圍之中及說明書中相應(yīng)部分的“一”表示“至少一個(gè)”。
在后續(xù)的說明中，實(shí)施例的內(nèi)容將會限定導(dǎo)電率(conductivity)的參考值。然而，在本領(lǐng)域具有通常知識者可以推論p型導(dǎo)電性可以轉(zhuǎn)換為n型導(dǎo)電性，而組件仍然可以具有正常的功能。換言之，也可以稱為第一或第二導(dǎo)電類型。因此，標(biāo)號n或p在以下的說明中可以表示n或p，故p及n是可以被置換的。
另外，n+及p+分別表示重?fù)诫s(heavily doped)的n及p區(qū)域，且n++及p++分別表示超重?fù)诫s的n及p區(qū)域。n-及p-分別表示輕摻雜的n及p區(qū)域，且n--及p--分別表示超輕摻雜的n及p區(qū)域。然而，這些相關(guān)的摻雜用語不應(yīng)被解讀為限定本發(fā)明。
請?jiān)敿?xì)參照各圖，其中相同的標(biāo)號自始至終表示相同的構(gòu)件。在5A至圖5B繪示一個(gè)高壓金氧半場效晶體管200，其具有一個(gè)外加區(qū)域230。依據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，外加區(qū)域可以填充高介電常數(shù)材料例如氮化硅、氧化鋁、氧化鉿或類似材料，也可以是導(dǎo)體材料例如多晶硅。高壓金氧半場效晶體管200包括輕摻雜區(qū)226、228，其分別位于閘極225與源極區(qū)204、閘極225與汲極區(qū)212之間的硅基底22中。高壓金氧半場效晶體管200可包括一層介電層或氧化層211。外加區(qū)域230是用來增強(qiáng)閘極225對于n-區(qū)226、228的載子濃度的控制能力。高壓金氧半場效晶體管200包括硅基底2 02、源極區(qū)204、汲極區(qū)212、閘極225及通道區(qū)205。閘極225是以多晶硅、金屬或兩者的組成結(jié)構(gòu)來構(gòu)成。源極區(qū)204具有金屬或多晶硅接觸窗204a，且汲極區(qū)212也具有金屬或多晶硅接觸窗212a。如圖5A至5B所示，基底202是P型的基底；源極區(qū)204及汲極區(qū)212是重?fù)诫sn型(n+)；且n-區(qū)226、228是輕摻雜的n型(n-)。
外加區(qū)域230配置于鄰近閘極225的側(cè)邊，并覆蓋硅基底202的部分主要表面202a的至少一部分。在圖5A中，外加區(qū)域230一般是鄰接控制閘極225。圖5B繪示一種變化的情形，即外加區(qū)域230配置于鄰近控制閘極225的位置，但一般是與控制閘極225分離一預(yù)定的距離。
圖2繪示高壓金氧半場效晶體管組件100在不同的閘極電壓Vg之下，汲極區(qū)電流對應(yīng)汲極區(qū)電壓的關(guān)系圖。當(dāng)閘極電壓很低，汲極區(qū)電流顯著地隨著閘極電壓而增加，正如一普通的金氧半場效晶體管組件100的行為。然而，當(dāng)閘極電壓Vg超過特定的標(biāo)準(zhǔn)，隨著閘極電壓Vg增強(qiáng)的電流增量變得很小。上述的特定標(biāo)準(zhǔn)是由制造過程及組件結(jié)構(gòu)所決定。這種現(xiàn)象稱為“半飽和效應(yīng)”。
半飽和效應(yīng)可以解釋如下。當(dāng)閘極電壓Vg很低，本質(zhì)(intrinsic)通道的電阻值(位于多晶硅閘極125以下的部分，其被閘極電壓Vg控制)大于n-區(qū)126、128的串聯(lián)電阻。在這種情形下，由大汲極區(qū)電壓Vd所造成的大部分的電壓降(voltage drop)是作用在本質(zhì)金氧半場效晶體管組件100。本質(zhì)金氧半場效晶體管組件的部分決定了高壓金氧半場效晶體管組件100的行為，且會像一般金氧半場效晶體管一樣地進(jìn)入飽和區(qū)域。然而，當(dāng)閘極電壓Vg持續(xù)增加時(shí)，由于閘極電壓Vg引發(fā)的閘極125以下的反轉(zhuǎn)電荷增加，因此本質(zhì)通道的電阻值將會降低。當(dāng)閘極電壓Vg超過特定的標(biāo)準(zhǔn)，本質(zhì)通道電阻會遠(yuǎn)小于n-區(qū)126、128的串聯(lián)電阻。在這種情形下，由大汲極區(qū)電壓Vd所造成的大部分電壓降轉(zhuǎn)變成是作用在n-的電阻。大的電壓降在n-區(qū)126、128中造成非常大的電場，并造成n-區(qū)126、128內(nèi)的載子到達(dá)飽和速度。同時(shí)，n-區(qū)126、128取代本質(zhì)通道區(qū)105，而主導(dǎo)汲極區(qū)電流Id。其會與n-區(qū)126、128的載子濃度及載子速率的積(product)成比例。由于n-區(qū)126、128的載子濃度幾乎是常數(shù)，因此汲極區(qū)電流Id將幾乎保持固定。這是因?yàn)闊o論閘極電壓Vg如何持續(xù)增加，上述速率已經(jīng)到達(dá)了飽和速率。由于當(dāng)高壓金氧半場效晶體管組件100進(jìn)入半飽和區(qū)域時(shí)，汲極區(qū)電流Id與載子濃度及n-區(qū)126、128中的飽和速度的積成比例，因此n-的劑量可以有效地增加半飽和電流。然而，上述方式會不必要地減少高壓金氧半場效晶體管組件100的崩潰電壓。
理論上，當(dāng)高壓金氧半場效晶體管組件100進(jìn)入半飽和區(qū)域時(shí)，汲極區(qū)電流Id應(yīng)為常數(shù)，且不受閘極電壓Vg影響。然而，在圖2中仍然可以發(fā)現(xiàn)到閘極電壓的微小影響。這是因?yàn)楫?dāng)閘極電壓Vg增加時(shí)，自多晶硅閘極125(圖3)的側(cè)壁而產(chǎn)生的邊緣電場線仍然會增加n-區(qū)128的載子濃度。因此，半飽和電流仍然會受到閘極電壓的微小影響。
在本發(fā)明中，必須借由增設(shè)外加區(qū)域230(圖A至B)以增強(qiáng)邊緣電場，以增強(qiáng)閘極電壓與半飽和電流的相關(guān)性。外加區(qū)域230是由高介電常數(shù)材料或?qū)w材料所構(gòu)成。高壓金氧半場效電晶組件200的電流驅(qū)動(dòng)能力可以在不犧牲崩潰電壓的情況下被增強(qiáng)?？梢越栌衫酶呓殡姅?shù)材料例如氮化硅、氧化鋁、氧化鉿或類似的物質(zhì)做為外加區(qū)域230來增強(qiáng)高壓金氧半場效晶體管200的半飽和電流，也可以借由導(dǎo)體材料例如已摻雜或未摻雜多晶硅或類似的物質(zhì)做為外加區(qū)域230來增強(qiáng)高壓金氧半場效晶體管200的半飽和電流。
圖6是具有普通氧化物填充物111的一般高壓金氧半場效晶體管組件100以及依據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種具有外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200的汲極區(qū)電流Id對應(yīng)汲極區(qū)電壓Vd的關(guān)系圖。其中高壓金氧半場效晶體管200繪示于圖5A至5B。如圖6所示，以高介電常數(shù)材料所構(gòu)成的外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200會比一般的高壓金氧半場效晶體管組件100產(chǎn)生更強(qiáng)的邊緣電場。因此，若與一般的高壓金氧半場效晶體管組件100比較，高壓金氧半場效晶體管200對于增加的閘極電壓Vg會產(chǎn)生半飽和電流的增加。
具有導(dǎo)體材料所構(gòu)成的外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200也可以增加半飽和電流。導(dǎo)體材料例如是已摻雜或未摻雜的多晶硅。圖7是具有氧化物填充物111的一般高壓金氧半場效晶體管組件100及具有多晶硅所構(gòu)成的外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200的汲極區(qū)電流Id對應(yīng)汲極區(qū)電壓Vd的關(guān)系圖。如圖7所示，與一般高壓金氧半場效晶體管組件100比較，具有多晶硅所構(gòu)成的外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200對于n-區(qū)226、228的載子濃度具有更好的控制能力。因此，與一般高壓金氧半場效晶體管組件100比較，高壓金氧半場效晶體管200對于增加的閘極電壓Vg會有飽和電流的增加。高壓金氧半場效晶體管200的半飽和電流可以借由利用導(dǎo)體所構(gòu)成的外加區(qū)域230來增加。其中導(dǎo)體材料例如是多晶硅。
在高壓金氧半場效晶體管組件100中，熱載子效應(yīng)造成飽和電流減少是一個(gè)嚴(yán)重的問題。現(xiàn)有具有延伸(extended)n-區(qū)126、128的高壓金氧半場效晶體管組件100可能會有熱電子注入n-區(qū)126、128上的氧化物，如圖8所示。注入的電子將會壓抑閘極邊緣產(chǎn)生的邊緣電場，進(jìn)而減少n-區(qū)126、128的載子濃度。在這種情況下，半飽和電流將會隨著熱載子壓力減低，如圖9所示。
可以觀察到，具有導(dǎo)體的外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200對熱載子劣化效應(yīng)具有更佳的免疫力。當(dāng)具有外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200被應(yīng)用在高電壓操作時(shí)，盡管熱載子壓力會造成注入電子，靠近導(dǎo)體的外加區(qū)域230的延伸多晶硅閘極225對于n-區(qū)226、228內(nèi)的載子濃度仍然具有優(yōu)良的控制能力。因此，除了較好的電流驅(qū)動(dòng)能力之外，具有導(dǎo)體外加區(qū)域230的高壓金氧半場效晶體管200可以對熱載子壓力具有更好的免疫力。
本發(fā)明更包括形成高壓金氧半場效晶體管200的形成方法。此方法包括提供具有主要表面202a的硅基底202。硅基底202的一部分可以是被摻雜的，以構(gòu)成通道區(qū)205。形成一層氧化層在硅基底202的主要表面202a上。然后，閘極225形成在硅基底202的主要表面202a。閘極225的形成方法是成長或沉積多品硅層，之后，選擇性地移除部分多晶硅層及氧化層，而形成之。在硅基底202之中鄰近主要表面202a的位置形成源極區(qū)204，并在硅基底202之中鄰近主要表面202a的位置也形成汲極區(qū)212。源極區(qū)204及汲極區(qū)212的較佳形成方法是選擇性地對主要表面202a進(jìn)行摻雜。此摻雜是利用離子植入法、固態(tài)擴(kuò)散法(solid diffusion)、液態(tài)擴(kuò)散法(liquid diffusion)、旋涂沉積法(spin-on deposits)、電漿摻雜、氣相摻雜(vapor phase doping)、激光摻雜或類似的制程。摻入硼會產(chǎn)生偏向p型的區(qū)域，摻入磷會產(chǎn)生偏向n型的區(qū)域，摻入砷會產(chǎn)生偏向n型的區(qū)域。其它的摻質(zhì)也可以使用，例如銻、鉍、鋁、銦、鎵及類似的摻質(zhì)。摻質(zhì)的選擇視硅基底202及所需的摻雜強(qiáng)度而定。較佳的是，摻雜是以離子植入法來執(zhí)行。接著，高壓金氧半場效晶體管組件200的半成品可以進(jìn)行熱制程步驟，以使摻質(zhì)充分地?cái)U(kuò)散而進(jìn)入硅基底202。
汲極區(qū)212與源極區(qū)204分離。通道區(qū)205定義于源極區(qū)204及汲極區(qū)212之間且鄰近主要表面202a的部分硅基底202中，且至少部分位置閘極225以下。在閘極225與源極區(qū)204之間與門極225與汲極區(qū)212之間的部分半導(dǎo)體基底是以類似源極區(qū)204及汲極區(qū)212的摻雜方式來摻雜。高壓金氧半場效晶體管組件200的半成品可以再次進(jìn)行熱制程步驟，以使摻質(zhì)充分地?cái)U(kuò)散而進(jìn)入基底202?；蛘?，也可以選擇兩個(gè)摻雜步驟都在熱擴(kuò)散制程之前進(jìn)行。
由高介電常數(shù)材料或?qū)w材料構(gòu)成的外加區(qū)域230是沉積在半導(dǎo)體基底202的主要表面202a上。由高介電常數(shù)或?qū)w材料構(gòu)成的外加區(qū)域230會被選擇性地蝕刻，以在主要表面202a上分別留下至少部分高介電常數(shù)材料或?qū)w材料。此蝕刻制程例如是電漿蝕刻、干式蝕刻、反應(yīng)性離子蝕刻、化學(xué)蝕刻及類似的蝕刻制程。其中可能會應(yīng)用到光罩(未繪示)或微影制程(未繪示)，以選擇欲留下的材料或不被蝕刻的材料，此方式在本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域已廣為人知。
當(dāng)外加區(qū)域230是由導(dǎo)體材料例如多晶硅構(gòu)成，外加區(qū)域230不能直接接觸硅基底202的主要表面202a，因此在沉積外加區(qū)域230的導(dǎo)體材料在鄰近通道區(qū)205的硅基底202上之前，最好先沉積一層介電層如氧化物材料。
之后，接觸窗204a及212a分別形成在源極區(qū)204及汲極區(qū)212上。接觸窗204a及212a例如是金屬、多晶硅或兩者的組成結(jié)構(gòu)。
在本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯然可以應(yīng)用其它的制程步驟而不脫離本發(fā)明的范圍。部分硅基底202或高壓金氧半場效晶體管200上可以事先成長一層二氧化硅犧牲層，然后利用緩沖氧化物蝕刻(buffered oxideetch)、稀釋的氫氟酸蝕刻或類似的蝕刻方法來進(jìn)行蝕刻，以提供平滑的表面及圓角。此外，可以在外加區(qū)域230上依需求再附加其它層。舉例而言，可以沉積或以其它方式形成一層二氧化硅層或類似材料，以覆蓋閘225、外加區(qū)域230及部分主要表面202a。再者，可導(dǎo)電的硅基底202可以摻雜(doped)、植入(implanted)及擴(kuò)散(diffused)以達(dá)到特定的導(dǎo)電率。
綜上所述，可以知道本發(fā)明是針對一種高壓金氧半場效晶體管，其具有高介電常數(shù)介電材料或?qū)w材料構(gòu)成的外加區(qū)域。此外加區(qū)域配置于鄰近其控制閘極的位置。本發(fā)明還包括制造此高壓金氧半場效晶體管的方法。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其包括一硅基底，具有一主要表面；一閘極，配置于該硅基底的該主要表面上；一源極區(qū)，配置于部分該硅基底中，且鄰近于該主要表面；一汲極區(qū)，配置于部分該硅基底中，且鄰近該主要表面，該汲極區(qū)與該源極區(qū)分離；一通道區(qū)，定義于該源極區(qū)及該汲極區(qū)之間的部分該硅基底中，且鄰近于該主要表面，該通道區(qū)至少有一部分位于該閘極下；以及一外加區(qū)域，配置于該主要表面，且鄰近于該通道區(qū)，該外加區(qū)域是由一種高介電常數(shù)介電材料所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其更包括該硅基底的一輕摻雜(llihtly doped)部分，位于該閘極與該源極區(qū)及該閘極與該汲極區(qū)之間，且鄰近于該主要表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其中該外加區(qū)域包括大體上鄰接該閘極及大體上與該閘極分離一預(yù)定的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其中該外加區(qū)域是氮化物。
5.一種高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其包括以下步驟提供一硅基底，該硅基底具有一主要表面；形成一閘極在該硅基底的該主要表面上；形成一源極區(qū)在部分該硅基底中，該源極區(qū)鄰近該主要表面；形成一汲極區(qū)在部分該硅基底中，該汲極區(qū)鄰近該主要表面，該汲極區(qū)與該源極區(qū)分離，一信道區(qū)被定義在部分硅基底中，該通道區(qū)鄰近該源極區(qū)及該汲極區(qū)之間的該主要表面；沉積一層外加層在該硅基底的該主要表面上，該外加層是由高介電常數(shù)材料所構(gòu)成；以及選擇性地蝕刻該外加層，以留下鄰接該通道層的該硅基底的該主要表面上的至少部分該外加層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其更包括對該閘極與該源極區(qū)之間及該閘極與該汲極區(qū)之間的部分該硅基底進(jìn)行輕摻雜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其中留下的該外加層是大體上鄰接該閘極或大體上與該閘極分離一預(yù)定的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其中該外加層是氮化物。
9.一種高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其包括一硅基底，具有一主要表面；一閘極，配置于該硅基底的該主要表面上；一源極區(qū)，配置于部分該硅基底中，且鄰近該主要表面；一汲極區(qū)，配置于部分該硅基底中，且鄰近該主要表面，該汲極區(qū)與該源極區(qū)分離；一通道區(qū)，被定義于部分該硅基底中，且鄰近該源極區(qū)及該汲極區(qū)之間的該主要表面，該通道區(qū)至少有一部分位于該閘極下；以及一外加區(qū)域，配置于鄰近該信道區(qū)的該主要表面上，該外加區(qū)域是由導(dǎo)體材料構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其更包括該硅基底的一輕摻雜區(qū)，鄰近該閘極與該源極區(qū)之間及該閘極與該汲極區(qū)之間的該主要表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其中該外加區(qū)域包括大體上鄰近該閘極或大體上與該閘極分離一預(yù)定的距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓半導(dǎo)體組件，其特征在于其中該外加區(qū)域是已摻雜的多晶硅或未摻雜的多晶硅。
13.一種高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其包括以下步驟提供一硅基底，該硅基底具有一主要表面；形成一閘極在該硅基底的該主要表面上；形成一源極區(qū)在鄰近該主要表面的部分該硅基底中；形成一汲極區(qū)在鄰近該主要表面的部分該硅基底中，該汲極區(qū)與該源極區(qū)分離，一信道區(qū)被定義于該源極區(qū)與該汲極區(qū)之間且鄰近該主要表面的部分該硅基底中；沉積一外加層在該硅基底的該主要表面上，該外加層是由一導(dǎo)體材料構(gòu)成；以及選擇性地蝕刻該外加層，以留下鄰近該通道層的該硅基底的該主要表面的部分該外加層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其更包括對該閘極與該源極區(qū)之間及該閘極與該汲極區(qū)之間的部分該硅基底進(jìn)行輕摻雜。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其中留下的該外加層包括大體上鄰接該閘極或大體上與該閘極分離一預(yù)定的距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于其中該外加層是已摻雜的多晶硅或未摻雜的多晶硅。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種高壓組件及其制造方法，其中該高壓半導(dǎo)體組件包括具有主要表面的硅基底、位于硅基底的主要表面上的閘極、鄰近主要表面的部分基底中的源極區(qū)以及鄰近主要表面的部分基底中的汲極區(qū)。汲極區(qū)與源極區(qū)分離。通道區(qū)被定義于鄰近源極區(qū)與汲極區(qū)之間的主要表面的部分硅基底中。通道區(qū)的至少一部分位于閘極下。外加區(qū)域位于鄰近信道區(qū)的主要表面上。外加區(qū)域是由高介電常數(shù)材料或?qū)w材料所構(gòu)成。
文檔編號H01L21/336GK1983633SQ20061011141
公開日2007年6月20日 申請日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者張馨文, 張耀文 申請人:旺宏電子股份有限公司