本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地涉及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在，由于微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。有兩種主要類型的穩(wěn)壓電源可用，開關(guān)模式電源和線性電源。由于開關(guān)模式電源比線性電源供電效率高，所以開關(guān)電源已成為流行趨勢(shì)，并且已廣泛應(yīng)用于電子器件中，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一晶體管，包括：第一源極區(qū)域，位于具有第一濃度的第一塊狀區(qū)域中；和第一柵極；以及第二晶體管，包括：第二源極區(qū)域，位于具有比所述第一濃度高的第二濃度的第二塊狀區(qū)域中，所述第二源極區(qū)域與所述第一源極區(qū)域和所述第一柵極連接。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一晶體管，包括：第一源極區(qū)域，位于第一塊狀區(qū)域中；第一絕緣層，具有第一厚度；和第一柵極，位于所述第一絕緣層上；以及第二晶體管，包括：第二源極區(qū)域，位于第二塊狀區(qū)域中，所述第二源極區(qū)域與所述第一源極區(qū)域和所述第一柵極連接；第二絕緣層，具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度；和第二柵極，位于所述第二絕緣層上。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：提供包括第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域的襯底，所述第一器件區(qū)域和所述第二器件區(qū)域分別與第一晶體管和第二晶體管相關(guān)聯(lián)；在所述襯底中形成阱；在所述第一器件區(qū)域中形成第一圖案化的絕緣層，所述第一圖案化的絕緣層具有第一厚度；在所述第二器件區(qū)域中形成第二圖案化的絕緣層，所述第二圖案化的絕緣層具有比所述第一厚度大的第二厚度；在所述第一圖案化的絕緣層上形成第一柵極；在所述阱中，第一塊狀區(qū)域和第二塊狀區(qū)域分別形成在所述第一器件區(qū)域和所述第二器件區(qū)域中；分別在所述第一塊狀區(qū)域和所述第二塊狀區(qū)域中形成第一源極區(qū)域和第二源極區(qū)域；以及將所述第一源極區(qū)域、所述第一柵極和所述第二源極區(qū)域連接在一起。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該指出的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的電路的示圖。

圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的截面圖。

圖3A至圖3J是根據(jù)一些實(shí)施例的示出制造半導(dǎo)體器件的方法的示圖。

圖4A是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。

圖4B是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成半導(dǎo)體器件的另一種方法的流程圖。

圖5是示出具有和不具有圖1所示的旁路單元的電路的仿真結(jié)果的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了實(shí)施本發(fā)明的不同部件，以下公開提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗?。在下面描述元件和布置的特定?shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅是實(shí)例并不旨在限定。例如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或在第二部件上的形成可以包括其中第一部件和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可以包括其中可以在第一部件和第二部件之間形成附加的部件，使得第一和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明可以在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)附圖標(biāo)號(hào)和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)明和清楚，但是其本身沒(méi)有指明所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的電路10的示圖。參考圖1，在電源VDD和參考GND(例如，接地電平)之間限定的電源域中操作電路10。電路10包括電源電路11和旁路單元19。如下文詳細(xì)地描述，電源電路11被配置為將電源VDD轉(zhuǎn)換為輸出端處的電壓Vout，并且旁路單元19被配置為將電流導(dǎo)向輸出端處。

電源電路11包括第一晶體管M1、第二體管M2、電感器12、電容器14和柵極驅(qū)動(dòng)器16。柵極驅(qū)動(dòng)器16用于輸出脈沖信號(hào)至第一晶體管M1和第二體管M2中的每一個(gè)的柵極，從而改變它們的導(dǎo)通狀態(tài)。電壓Vout的電壓電平取決于脈沖信號(hào)的占空比。

第一晶體管M1的柵極耦合至柵極驅(qū)動(dòng)器16。第一晶體管M1的源極接收供電電壓VDD。第一晶體管M1的漏極耦合至電感器12的一端。在本實(shí)施例中的第一晶體管M1包括p-型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管。

第二晶體管M2的柵極耦合至柵極驅(qū)動(dòng)器16。第二晶體管M2的漏極耦合至第一晶體管M1的漏極，并且還耦合至電感器12的一端。第二晶體管M2的源極耦合至參考GND。此外，第二晶體管M2包括本征體二極管18，其是p-型阱區(qū)域和n-區(qū)域之間的PN結(jié)二極管。體二極管18具有耦合至第二晶體管M2的源極的陽(yáng)極和耦合至第二晶體管M2的漏極的陰極。在本實(shí)施例中，第二晶體管M2包括n-型MOS(NMOS)晶體管。在一些實(shí)施例中，第二晶體管M2包括橫向擴(kuò)散MOS晶體管(LDMOS)。

耦合在第二晶體管M2的漏極和參考GND之間的旁路單元19被配置為旁路從參考GND至電感器12和電容器14的電流。旁路單元19包括第三晶體管Mb。第三晶體管Mb的漏極D耦合至第二晶體管M2的漏極。第三晶體管Mb的柵極G耦合至參考GND。第三晶體管Mb的源極S耦合至參考GND并且還耦合至柵極G。結(jié)果，第三晶體管Mb是二極管連接的晶體管。由于第三晶體管Mb柵極-源極電壓(VGS)基本等于零并且因此小于其閾值電壓，所以第三晶體管Mb保持為截止(沒(méi)有導(dǎo)通)狀態(tài)。更具體的，在亞閾值區(qū)域中操作第三晶體管Mb。在本實(shí)施例中，第三晶體管Mb包括NMOS晶體管。在一些實(shí)施例中，第三晶體管M3包括橫向擴(kuò)散MOS晶體管(LDMOS)。

為防止電源VDD和參考GND之間的短路，引入稱為“死區(qū)時(shí)間”的時(shí)間段，從而使得第一晶體管M1和第二晶體管M2都保持為截止?fàn)顟B(tài)。然而，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，可能會(huì)發(fā)生體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題，這可能不利地影響電壓Vout。在操作中，響應(yīng)于來(lái)自柵極驅(qū)動(dòng)器16的脈沖信號(hào)，第一晶體管M1導(dǎo)通而第二晶體管M2截止。來(lái)自電源VDD的電流沿著第一路徑PA1經(jīng)由第一晶體管M1的源極至漏極流向輸出端，對(duì)電感器12和電容器14進(jìn)行充電。隨后，柵極驅(qū)動(dòng)器16反轉(zhuǎn)第一晶體管M1和第二晶體管M2的導(dǎo)通狀態(tài)。在完全反轉(zhuǎn)第一晶體管M1和第二晶體管M2的導(dǎo)通狀態(tài)之前，在死區(qū)時(shí)間中第一晶體管M1和第二晶體管M2截止。來(lái)自參考GND的電流沿著第二路徑PA2對(duì)電感器12和電容器14進(jìn)行充電。在一些現(xiàn)有的沒(méi)有旁路機(jī)制的方法中，充電電流會(huì)流經(jīng)體二極管18，并且發(fā)生不希望的體二極管反向恢復(fù)。

為了減緩體二極管反向恢復(fù)，旁路單元19與體二極管18并聯(lián)連接，以旁路來(lái)自參考GND的電流。旁路單元19具有比體二極管18的閾值電壓小的閾值電壓。例如，旁路單元19的閾值電壓近似為0.3伏(V)，并且體二極管18的閾值電壓近似為0.7V。因此，旁路單元19在體二極管18導(dǎo)通之前先導(dǎo)通。利用旁路單元19，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，來(lái)自參考GND的電流的很大部分經(jīng)由電感器12和電容器14流向輸出端，因此減少了流經(jīng)體二極管18的電流。以這種方式，體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題得到減緩。有效地，來(lái)自參考GND的基本上所有的電流都流經(jīng)旁路單元19并且旁路體二極管18，從而消除體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題。

用晶體管實(shí)施旁路單元19，并且因此有相對(duì)低的面積成本。在一些現(xiàn)有的方法中，芯片外旁路器件或肖特基二極管用于解決體二極管反向恢復(fù)的問(wèn)題。這樣的方法將遭受相對(duì)高的面積成本。

取決于旁路單元19的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，旁路單元19具有擊穿電壓，諸如12V、16V或20V，這將參考圖2進(jìn)行詳細(xì)地描述。此外，隨著旁路單元19的擊穿電壓減小，旁路單元19的面積減小。由于期望的擊穿電壓并且因此旁路單元19的面積可以預(yù)定，所以旁路單元19在電路設(shè)計(jì)中提供了靈活性。

例如，如果在應(yīng)用中期望在相對(duì)高的電源VDD(諸如20V)下操作電路10，那么設(shè)計(jì)者根據(jù)電源VDD的電壓電平(即，20V)來(lái)確定旁路單元19的擊穿電壓是20V。在操作中，當(dāng)?shù)谝痪w管M1導(dǎo)通并且第二晶體管M2截止時(shí)，第二晶體管M2的漏極處的電壓電平近似為20V。如果旁路單元19的擊穿電壓是5V，那么旁路單元19將不能忍受旁路單元19上的電壓差20V，并且將會(huì)發(fā)生旁路單元19的擊穿。如果發(fā)生旁路單元19的擊穿，那么電路10不能正確地運(yùn)行。

另一方面,如果在另一應(yīng)用中，期望在相對(duì)低的電源VDD(諸如5V)下操作電路10，那么設(shè)計(jì)者根據(jù)5V的電源VDD，確定旁路單元19的擊穿電壓是5V。由于隨著旁路單元19的擊穿電壓減小，旁路單元19的面積減小，所以用于5V應(yīng)用的旁路單元19可以設(shè)計(jì)為具有比用于20V應(yīng)用的旁路單元19更小的面積。結(jié)果，取決于應(yīng)用，可以優(yōu)化旁路單元19的擊穿電壓和面積。

在一些現(xiàn)有的使用肖特基二極管作為旁路器件的方法中，肖特基二極管的擊穿電壓由肖特基二極管的材料確定，可以包括金屬和硅。不改變材料就不能改變肖特基二極管的擊穿電壓。然而，改變材料使半導(dǎo)體制造工藝變得復(fù)雜。結(jié)果，肖特基二極管的擊穿電壓不是靈活的，并且不能夠優(yōu)化肖特基二極管的面積以用于不同的應(yīng)用。

圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的半導(dǎo)體器件20的截面圖。參考圖2，半導(dǎo)體器件20包括第一晶體管21和第二晶體管22。此外，參考圖1描述和示出的第三晶體管Mb與第一晶體管21一起實(shí)施，并且參考圖1描述和示出的第二晶體管M2與第二晶體管22一起實(shí)施。為了方便，在圖2中僅示出了第二晶體管22(對(duì)應(yīng)于圖1中的第二晶體管M2)和關(guān)聯(lián)的第一晶體管21(對(duì)應(yīng)于圖1中的作為第二晶體管M2的旁路單元的第三晶體管Mb)，并且沒(méi)有示出圖1中的第一晶體管M1。

第一晶體管21包括襯底201上的第一絕緣層213、第一絕緣層213上的第一多晶硅(poly)層214以及襯底201中的第一源極區(qū)域211、第一漏極區(qū)域和第一溝道212。第一源極區(qū)域211形成在襯底201的阱202的第一塊狀(bulk)區(qū)域210中。通過(guò)阱202和設(shè)置在阱202的淺溝槽隔離件(STI)2031和2032之間的摻雜區(qū)域204來(lái)限定第一漏極區(qū)域。在第一塊狀區(qū)域210中，第一溝道212限定在第一源極區(qū)域211和第一STI 2031之間，并且位于第一絕緣層213下面。第一塊狀區(qū)域210與第一多晶硅層214的一部分重疊。在一些實(shí)施例中，襯底201包括p-型襯底，并且阱202包括高壓n-阱(HVNW)。此外，摻雜區(qū)域204和第一源極區(qū)域211中的每一個(gè)都包括n-型摻雜劑，而第一塊狀區(qū)域210包括p-型摻雜劑。結(jié)果，隨著第一多晶硅層214用作第一柵極，第一晶體管21包括NMOS晶體管結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，第一絕緣層213包括氧化物層。第一絕緣層213具有范圍在從約25埃至約60埃的第一厚度W1。第一厚度W1是確定第一晶體管21的閾值電壓的因素。

第一塊狀區(qū)域210用作第一晶體管21的主體。此外，第一塊狀區(qū)域210具有范圍從約5*10¹⁵至1*10¹⁶cm^-3的第一濃度。第一濃度也是確定第一晶體管21的閾值電壓的因素。

第一塊狀區(qū)域210和摻雜區(qū)域204之間的第一STI 2031具有在第一溝道212延伸的方向上的第一長(zhǎng)度L1。在一些實(shí)施例中，隨著第一長(zhǎng)度L1增加，第一源極區(qū)域211和摻雜區(qū)域204之間的中心-至-中心的距離D1增加，并且反之亦然。此外，第一長(zhǎng)度L1和關(guān)聯(lián)的距離D1是確定第一晶體管21的擊穿電壓的因素。

類似地，第二晶體管22包括襯底201上的第二絕緣層223、第二絕緣層223上的第二多晶硅層224以及襯底201中的第二源極區(qū)域221、第二漏極區(qū)域和第二溝道222。第二源極區(qū)域211形成在襯底201的阱202的第二塊狀區(qū)域220中。與第一漏極區(qū)域類似，也通過(guò)阱202和設(shè)置在阱202中的STI 2031和2032之間的摻雜區(qū)域204來(lái)限定第二漏極。摻雜區(qū)域204用于作為第一晶體管21和第二晶體管22的的漏極。第二塊狀區(qū)域220中，第二溝道222限定在第二源極區(qū)域221和第二STI 2032之間，并且位于第二絕緣層223下面。第二塊狀區(qū)域220與第二多晶硅層224的一部分重疊。如先前討論的，襯底201包括p-型襯底，并且阱202包括高壓n-阱(HVNW)。此外，摻雜區(qū)域204和第二源極區(qū)域221中的每一個(gè)都包括n-型摻雜劑，而第二塊狀區(qū)域220包括p-型摻雜劑。結(jié)果，隨著第二多晶硅層224用作第二柵極，第二晶體管22包括NMOS晶體管結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，第二絕緣層223包括氧化物層。第二絕緣層223具有范圍從約100埃至約350埃的第二厚度W2。第二厚度W2是確定第二晶體管22的閾值電壓的因素。

第二塊狀區(qū)域220用作第一晶體管22的主體。此外，第二塊狀區(qū)域220具有第二濃度，該第二濃度的范圍從約1.5*10¹⁶至2*10¹⁷cm^-3。第二濃度也是確定第二晶體管22的閾值電壓的因素。

第二塊狀區(qū)域220和摻雜區(qū)域204之間的第二STI 2032具有在第二溝道222延伸的方向上的第二長(zhǎng)度L2。在一些實(shí)施例中，隨著第二長(zhǎng)度L2增加，第二源極區(qū)域221和摻雜區(qū)域204之間的中心-至-中心的距離D2增加，并且反之亦然。此外，第二長(zhǎng)度L2和關(guān)聯(lián)的距離D2是確定第二晶體管22的擊穿電壓的因素。

為了緩解體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題，第二晶體管22的閾值電壓設(shè)計(jì)為大于第一晶體管21。在實(shí)施例中，第二濃度高于第一濃度，從而使得第二晶體管22的閾值電壓大于第一晶體管21的閾值電壓。在另一實(shí)施例中，第二厚度W2大于第一厚度W1，導(dǎo)致更大的閾值電壓。在又一實(shí)施例中，第二厚度W2大于第一厚度W1，并且第二濃度大于第一濃度。在又一實(shí)施例中，第二厚度W2大于第一厚度W1，而第二濃度等于第一濃度。在又一實(shí)施例中，第二濃度高于第一濃度，而第二厚度W2等于第一厚度W1。有效地，緩解了體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題，或者甚至消除了體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題，而且不用像肖特基二極管需要犧牲面積損耗。

此外，如上所述，設(shè)計(jì)者能夠根據(jù)電源VDD確定第一晶體管21和第二晶體管22中的每一個(gè)的期望的擊穿電壓。因?yàn)榈谝痪w管21的擊穿電壓與第一長(zhǎng)度L1(或距離D1)關(guān)聯(lián)，并且第二晶體管22的擊穿電壓與第二長(zhǎng)度L2(或距離D2)關(guān)聯(lián)，所以通過(guò)調(diào)整第一長(zhǎng)度L1或第二長(zhǎng)度L2或兩者，設(shè)計(jì)者可以在制造之前設(shè)計(jì)半導(dǎo)體器件20。以這種方式，優(yōu)化了第一晶體管21和第二晶體管22消耗的面積。

導(dǎo)電組件206形成在第一源極區(qū)域211、第二源極區(qū)域221、第一多晶硅層214、第二多晶硅層224和摻雜區(qū)域204上，以用作電連接的連接點(diǎn)(pick-up)。此外，還參考圖1中的晶體管Mb和M2，第一源極區(qū)域211、第一多晶硅層214和第二源極區(qū)域221電連接至互連件207。

圖3A到3J是根據(jù)一些實(shí)施例的示出的制造半導(dǎo)體器件的方法的示圖。參考圖3A，提供了襯底301。襯底301包括第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域，其中分別形成第一晶體管和第二晶體管。第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域分別與第一晶體管和第二晶體管關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，襯底301包括p-型襯底。

參考圖3B，第一STI 3031和第二STI 3032形成在襯底301中，例如，通過(guò)按順序依次執(zhí)行沉積工藝、刻蝕工藝、回調(diào)工藝、退火工藝和化學(xué)機(jī)械平坦化工藝。STI 3031和3032分別設(shè)置在第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域中。

參考圖3C，阱302形成在襯底301中，例如，通過(guò)推進(jìn)(drive-in)工藝之前的離子注入工藝。在一些實(shí)施例中，阱302包括高壓n-阱(HVNW)。

參考圖3D，通過(guò)刻蝕工藝之前的沉積工藝，在襯底301上形成圖案化的絕緣層303，在第一器件區(qū)域中暴露阱302。在一些實(shí)施例中，圖案化的絕緣層303包括氧化物層。

參考圖3E，例如，通過(guò)沉積工藝，在第一器件區(qū)域中，圖案化的絕緣層304形成襯底301上。在一些實(shí)施例中，圖案化的絕緣層304包括氧化物層。如先前討論的和本實(shí)施例所示，作為緩解體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題的方法，圖案化的絕緣層303的厚度大于圖案化的絕緣層304的厚度。在其他的實(shí)施例中，例如，通過(guò)利用沉積工藝在襯底301上形成單個(gè)絕緣層來(lái)代替在圖3D和圖3E中形成不同厚度的絕緣層的工藝。在這種情況下，絕緣層在第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域具有均勻的厚度。為了緩解體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題，隨后以不同的濃度摻雜形成在第一和第二器件區(qū)域中的塊狀區(qū)域。

參考圖3F，例如，通過(guò)刻蝕工藝之前的沉積工藝，在絕緣層303和304上形成圖案化的多晶硅層，結(jié)果在第一器件區(qū)域中形成第一多晶硅層305，以及在第二器件區(qū)域中形成第二多晶硅層306。第一多晶硅層305與第一STI3031的一部分重疊并且用作第一晶體管的第一柵極。與第一多晶硅層305分離的第二多晶硅層306與第二STI 3032的一部分重疊，并且用作第二晶體管的第二柵極。

參考圖3G，例如，通過(guò)離子注入工藝，在阱302中，第一塊狀區(qū)域307限定在第一器件區(qū)域中，并且在阱302中，第二塊狀區(qū)域308限定在第二器件區(qū)域中。如先前所討論的，作為緩解體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題的另一方法，第二塊狀區(qū)域308的濃度大于第一塊狀區(qū)域307的濃度。具體地，通過(guò)在阱302中摻雜第一預(yù)定次數(shù)的摻雜劑類型的摻雜劑以限定第一塊狀區(qū)域307，并在阱302中摻雜第二預(yù)定次數(shù)的摻雜劑類型的摻雜劑以限定第二塊狀區(qū)域308，從而在阱302中，第一塊狀區(qū)域307形成在第一器件區(qū)域中，并且在阱302中，第二塊狀區(qū)域308形成在第二器件區(qū)域中。第二預(yù)定次數(shù)大于第一預(yù)定次數(shù)。

可選地，通過(guò)在第一塊狀區(qū)域307中摻雜具有第一濃度的第一摻雜劑類型的摻雜劑和具有比第一濃度小的第二濃度的與第一摻雜劑類型相反的第二摻雜劑類型的摻雜劑，并且在第二塊狀區(qū)域308中摻雜第一摻雜劑類型的摻雜劑，從而在阱302中，第一塊狀區(qū)域307形成在第一器件區(qū)域中，并且在阱302中，第二塊狀區(qū)域308形成在第二器件區(qū)域中。因?yàn)樵诘谝粔K狀區(qū)域307中，第一摻雜劑類型的摻雜劑的一部分被第二摻雜劑類型的摻雜劑平衡，所以只有第一摻雜劑類型的摻雜劑保留在第一塊狀區(qū)域307中。結(jié)果，第一塊狀區(qū)域307中的第一摻雜劑類型的摻雜劑的濃度小于第二塊狀區(qū)域308中的第二摻雜劑類型的摻雜劑的濃度。以這種方式，第二濃度大于第一濃度。

參考圖3H，例如，通過(guò)刻蝕工藝暴露第一塊狀區(qū)域307的一部分、第二塊狀區(qū)域308的一部分以及第一器件區(qū)域與第二器件區(qū)域之間的邊界，從而在襯底301上形成第一絕緣層309和第二絕緣層310。第一絕緣層309和第二絕緣層310分別用作第一晶體管和第二晶體管的柵極氧化物。

參考圖3I，第一源極區(qū)域311限定在第一塊狀區(qū)域307中，并且在阱302中，摻雜區(qū)域312限定在STI 3031與3032之間，以及例如，通過(guò)離子注入工藝，第二源極區(qū)域313限定在第二塊狀區(qū)域308中。

參考圖3J，例如，通過(guò)刻蝕工藝之前的沉積工藝，在第一源極區(qū)域311、摻雜區(qū)域312、第二源極區(qū)域313、第一多晶硅層305和第二多晶硅層306上形成導(dǎo)電組件314。導(dǎo)電組件314用作電連接至互連件315的連接區(qū)域。此外，第一源極區(qū)域311、第一多晶硅層305和第二源極區(qū)域313一起連接至互連件315。

圖4A是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成半導(dǎo)體器件的方法400A的流程圖。參考圖4A，在操作401中，提供襯底。襯底包括第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域，其中分別形成第一晶體管和第二晶體管。襯底類似于分別參考圖2和3A描述和示出的襯底201或襯底301。

在操作402中，在襯底中限定阱。阱類似于分別參考圖2和3C描述和示出的阱202或阱302。在實(shí)施例中，阱包括HVNW。隨后，在阱中，第一STI和第二STI分別形成在第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域中。

在操作403中，分別在第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域中，第一圖案化的絕緣層和第二圖案化的絕緣層形成在襯底上。第二圖案化的絕緣層的厚度大于第一圖案化的絕緣層的厚度。第一圖案化的絕緣層類似于參考圖3E描述和示出的圖案化的絕緣層304，并且第二圖案化的絕緣層類似于參考圖3D描述和示出的圖案化的絕緣層303。在實(shí)施例中，第一圖案化的絕緣層包括用于核心器件的氧化物層，并且第二圖案化的絕緣層包括用于I/O器件的氧化物層。

在操作404中，第一多晶硅層形成在第一圖案化的絕緣層上，并且第二多晶硅層形成在第二圖案化的絕緣層上。第一多晶硅層用作第一晶體管的第一柵極，并且第二多晶硅層用作第二晶體管的第二柵極。

在操作405中，在阱中，第一塊狀區(qū)域限定在第一器件區(qū)域中，并且在阱中，第二塊狀區(qū)域限定在第二器件區(qū)域中。第一塊狀區(qū)域用作第一晶體管的主體，并且第二塊狀區(qū)域作為第二晶體管的主體。在一些實(shí)施例中，第二塊狀區(qū)域的濃度大于第一塊狀區(qū)域的濃度。在一些實(shí)施例中，第二塊狀區(qū)域的濃度等于第一塊狀區(qū)域的濃度。第一塊狀區(qū)域和第二塊狀區(qū)域分別類似于參考圖3G描述和示出的第一塊狀區(qū)域307和第二塊狀區(qū)域308。

在操作406中，第一源極區(qū)域、摻雜區(qū)域和第二源極區(qū)域分別限定在第一塊狀區(qū)域、阱和第二塊狀區(qū)域中。通過(guò)阱和摻雜區(qū)域限定第一晶體管的第一漏極區(qū)域，并且也通過(guò)阱和摻雜區(qū)域限定第二晶體管的第二漏極區(qū)域。

在操作407中，導(dǎo)電組件形成在第一源極區(qū)域、第二源極區(qū)域、摻雜區(qū)域、第一多晶硅層和第二多晶硅層上。導(dǎo)電組件用作電連接至互連件的連接區(qū)域。

在操作408中，第一源極區(qū)域、第一多晶硅層和第二源極區(qū)域一起連接至互連件。

圖4B是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成半導(dǎo)體器件的另一方法400B的流程圖。參考圖4B，圖4B示出的方法400B類似于圖4A示出的方法400A，但是例如，操作410代替了操作403，操作411代替了操作405。在操作410中，分別在第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域中，第一圖案化的絕緣層和第二圖案化的絕緣層形成襯底上。在一些實(shí)施例中，第二圖案化的絕緣層的厚度大于第一圖案化的絕緣層的厚度。在其他的實(shí)施例中，第二圖案化的絕緣層的厚度等于第一圖案化的絕緣層的厚度。

在操作411中，在阱中，第一塊狀區(qū)域限定在第一器件區(qū)域中，并且在阱中，第二塊狀區(qū)域限定在第二器件區(qū)域中。第二塊狀區(qū)域的濃度大于第一塊狀區(qū)域的濃度。

圖5是有和沒(méi)有第三晶體管Mb作為旁路單元的電路的仿真結(jié)果的示意圖。參考圖5，橫軸表示第二晶體管M2的源極-漏極電壓(VSD)，并且縱軸表示以微安(μA)為單位的電流的幅值。曲線601表示當(dāng)電路沒(méi)有第三晶體管Mb時(shí)流經(jīng)體二極管18的反向電流。曲線602表示當(dāng)電路具有第三晶體管Mb時(shí)流經(jīng)第三晶體管Mb的反向電流。

通常，反向電流的總量是流經(jīng)體二極管18的反向電流和流經(jīng)第三晶體管Mb的反向電流的和。因此，隨著流經(jīng)第三晶體管Mb的反向電流的量增加，流經(jīng)體二極管18的反向電流的量減少。例如，假設(shè)反向電流的總量是1安培(A)。當(dāng)流經(jīng)第三晶體管Mb的反向電流是0.6毫安(mA)時(shí)，流經(jīng)體二極管18的反向電流是0.4mA。此外，當(dāng)流經(jīng)第三晶體管Mb的反向電流增加到0.8mA時(shí)，流經(jīng)體二極管18的反向電流減少到0.2mA。結(jié)果，當(dāng)流經(jīng)體二極管18的反向電流的量減少時(shí)，體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題得到緩解。有效地，流經(jīng)第三晶體管Mb的基本上所有的反向電流都旁路體二極管18，從而消除了體二極管反向恢復(fù)問(wèn)題。

如圖5所示，曲線602所示的流經(jīng)第三晶體管Mb的反向電流的幅值明顯大于曲線601所示的流經(jīng)體二極管18的反向電流的幅值。特別地，在VSD約為0.6V(這是體二極管18的導(dǎo)通電壓)時(shí)，點(diǎn)P1處流經(jīng)三晶體管Mb的反向電流的幅值大約是流經(jīng)體二極管18的反向電流的幅值的1000倍。即，只有很少的反向電流流經(jīng)體二極管18。所以，顯著緩解了體二極管方向恢復(fù)問(wèn)題。

一些實(shí)施例具有以下特點(diǎn)和/或優(yōu)點(diǎn)一個(gè)或組合。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括第一晶體管和第二晶體管。第一晶體管包括具有第一濃度的第一塊狀區(qū)域中的第一源極區(qū)域以及具有第一柵極。第二晶體管包括具有比第一濃度高的第二濃度的第二塊狀區(qū)域中的第二源極區(qū)域。第二源極區(qū)域連接至第一源極區(qū)域和第一柵極。

在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件包括第一晶體管和第二晶體管。第一晶體管包括第一塊狀區(qū)域中的第一源極區(qū)域、具有第一厚度的第一絕緣層和第一絕緣層上的第一柵極。第二晶體管包括第二塊狀區(qū)域中的第二源極區(qū)域、具有比第一厚度大的第二厚度的第二絕緣層和第二絕緣層上的第二柵極。第二源極區(qū)域連接至第一源極區(qū)域和第一柵極區(qū)域。

在一些實(shí)施例中，形成半導(dǎo)體器件的方法包括：提供包括分別與第一晶體管和第二晶體管相關(guān)聯(lián)的第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域的襯底；在襯底中形成阱；在第一器件區(qū)域中形成第一圖案化的絕緣層，第一圖案化的絕緣層具有第一厚度；在第二器件區(qū)域中形成第二圖案化的絕緣層，第二圖案化的絕緣層具有比第一厚度大的第二厚度；在第一圖案化的絕緣層上形成第一柵極；在阱中，第一塊狀區(qū)域和第二塊狀區(qū)域分別形成在第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域中；分別在第一塊狀區(qū)域和第二塊狀區(qū)域中形成第一源極區(qū)域和第二源極區(qū)域；以及將第一源極區(qū)域、第一柵極和第二源極區(qū)域連在一起。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一晶體管，包括：第一源極區(qū)域，位于具有第一濃度的第一塊狀區(qū)域中；和第一柵極；以及第二晶體管，包括：第二源極區(qū)域，位于具有比所述第一濃度高的第二濃度的第二塊狀區(qū)域中，所述第二源極區(qū)域與所述第一源極區(qū)域和所述第一柵極連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一晶體管包括具有第一厚度的第一絕緣層，并且所述第二晶體管包括具有第二厚度的第二絕緣層，所述第二厚度大于所述第一厚度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一晶體管包括具有第一厚度的第一絕緣層，并且所述第二晶體管包括具有第二厚度的第二絕緣層，所述第二厚度等于所述第一厚度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件還包括：第一淺溝槽隔離件(STI)和第二淺溝槽隔離件以及所述第一淺溝槽隔離件和所述第二淺溝槽隔離件之間的摻雜區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述摻雜區(qū)域用作所述第一晶體管和所述第二晶體管的漏極。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一濃度的范圍從5×10¹⁵cm^-3到1×10¹⁶cm^-3，并且所述第二濃度的范圍從1.5×10¹⁶cm^-3到2×10¹⁷cm^-3。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一塊狀區(qū)域與所述第一柵極的一部分重疊，并且所述第二塊狀區(qū)域與所述第二柵極的一部分重疊，還包括：限定在所述第一塊狀區(qū)域中的第一溝道和限定在所述第二塊狀區(qū)域中的第二溝道。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一晶體管，包括：第一源極區(qū)域，位于第一塊狀區(qū)域中；第一絕緣層，具有第一厚度；和第一柵極，位于所述第一絕緣層上；以及第二晶體管，包括：第二源極區(qū)域，位于第二塊狀區(qū)域中，所述第二源極區(qū)域與所述第一源極區(qū)域和所述第一柵極連接；第二絕緣層，具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度；和第二柵極，位于所述第二絕緣層上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一塊狀區(qū)域具有第一濃度，并且所述第二塊狀區(qū)域具有比所述第一濃度高的第二濃度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一塊狀區(qū)域具有第一濃度，并且所述第二塊狀區(qū)域具有與所述第一濃度相等的第二濃度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體器件還包括：第一淺溝槽隔離件(STI)和第二淺溝槽隔離件以及所述第一淺溝槽隔離件與所述第二淺溝槽隔離件之間的摻雜區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述摻雜區(qū)域用作所述第一晶體管和所述第二晶體管的漏極。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一厚度的范圍從25埃到60埃，并且所述第二厚度的范圍從100埃到350埃。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一塊狀區(qū)域與所述第一柵極的一部分重疊，并且所述第二塊狀區(qū)域與所述第二柵極的一部分重疊，還包括：限定在所述第一塊狀區(qū)域中的第一溝道和限定在所述第二塊狀區(qū)域中的第二溝道。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種形成半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：提供包括第一器件區(qū)域和第二器件區(qū)域的襯底，所述第一器件區(qū)域和所述第二器件區(qū)域分別與第一晶體管和第二晶體管相關(guān)聯(lián)；在所述襯底中形成阱；在所述第一器件區(qū)域中形成第一圖案化的絕緣層，所述第一圖案化的絕緣層具有第一厚度；在所述第二器件區(qū)域中形成第二圖案化的絕緣層，所述第二圖案化的絕緣層具有比所述第一厚度大的第二厚度；在所述第一圖案化的絕緣層上形成第一柵極；在所述阱中，第一塊狀區(qū)域和第二塊狀區(qū)域分別形成在所述第一器件區(qū)域和所述第二器件區(qū)域中；分別在所述第一塊狀區(qū)域和所述第二塊狀區(qū)域中形成第一源極區(qū)域和第二源極區(qū)域；以及將所述第一源極區(qū)域、所述第一柵極和所述第二源極區(qū)域連接在一起。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，方法還包括：在所述襯底中形成第一淺槽隔離件(STI)和第二淺槽隔離件；以及在所述阱中，摻雜區(qū)域形成在所述第一淺槽隔離件和所述第二淺槽隔離件之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述摻雜區(qū)域用作所述第一晶體管和所述第二晶體管的漏極。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一塊狀區(qū)域具有第一濃度，并且所述第二塊狀區(qū)域具有比所述第一濃度高的第二濃度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一塊狀區(qū)域具有第一濃度，并且所述第二塊狀區(qū)域具有與所述第一濃度相等的第二濃度。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中，所述第一塊狀區(qū)域與所述第一圖案化的絕緣層的一部分重疊，并且所述第二塊狀區(qū)域與所述第二圖案化的絕緣層的一部分重疊。

上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他的處理和結(jié)構(gòu)以用于達(dá)到與本發(fā)明所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。