半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底、裝置區(qū)、第一摻雜區(qū)與柵結(jié)構(gòu)；第一摻雜區(qū)形成在鄰近裝置區(qū)的襯底中；柵結(jié)構(gòu)位于第一摻雜區(qū)上；第一摻雜區(qū)與柵結(jié)構(gòu)是互相重疊的。
【專利說明】半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別是有關(guān)于具有隔離區(qū)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在近幾十年間，半導(dǎo)體業(yè)界持續(xù)縮小半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的尺寸，并同時(shí)改善速率、效能、密度及集成電路的單位成本。
[0003]縮小裝置面積通常會(huì)嚴(yán)重犧牲半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性效能。為了維持半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電性效能，特別在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為高壓裝置的情況下，必須使用大的裝置面積，然而，這會(huì)阻礙半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)微縮化的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有增進(jìn)的效能。
[0005]本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底、裝置區(qū)、第一摻雜區(qū)與柵結(jié)構(gòu)；第一摻雜區(qū)形成在鄰近裝置區(qū)的襯底中；柵結(jié)構(gòu)位于第一摻雜區(qū)上；第一摻雜區(qū)與柵結(jié)構(gòu)是互相重疊的。
[0006]本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底、裝置區(qū)、第一摻雜區(qū)與柵結(jié)構(gòu)；第一摻雜區(qū)形成在襯底中并鄰近裝置區(qū)；柵結(jié)構(gòu)位于第一摻雜區(qū)上；第一摻雜區(qū)與柵結(jié)構(gòu)其中至少之一具有對(duì)稱的形狀。
[0007]本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括以下步驟:形成第一摻雜區(qū)于鄰近裝置區(qū)的襯底中；形成柵結(jié)構(gòu)于第一摻雜區(qū)上；第一摻雜區(qū)與柵結(jié)構(gòu)是互相重置的。
[0008]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:
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上視圖。
[0010]圖2繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0011]圖3繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0012]圖4繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0013]圖5繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0014]圖6A至圖6D繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0015]圖7A至圖7C繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0016]圖8A至圖8D繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0017]圖9A至圖9C繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0018]圖10繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0019]圖11繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。[0020]圖12繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0021]圖13繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0022]圖14繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0023]圖15繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0024]圖16繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0025]圖17繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。 [0026]圖18繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0027]圖19繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0028]圖20繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0029]圖21繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0030]圖22繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0031]圖23繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0032]圖24繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0033]【主要元件符號(hào)說明】
[0034]102,1302 ~襯底；104、304A、304B、604 ~第一摻雜區(qū)；106、606 ~第二摻雜區(qū)；108,608~第三摻雜區(qū)；110~第四摻雜區(qū)；112~第一裝置區(qū)；114~第二裝置區(qū)；116~第三裝置區(qū)；118~隔離區(qū)；120、820~介電結(jié)構(gòu)；122~下?lián)诫s區(qū)；124、524、1324、1424~上摻雜區(qū)；126~摻雜埋藏層；128~摻雜阱區(qū)；130、230A、230B、430A、430B、430C、430D、430E~頂摻雜區(qū)；132、134、136~摻雜接觸區(qū)；138、738A、738B、738C、838~介電結(jié)構(gòu)；140~柵極；142~摻雜埋藏層;144、146、148、648~摻雜阱區(qū);150、152、154、156~摻雜接觸區(qū)；158 ~介電層；160、162 ~導(dǎo)電插塞;164、166、964、1064A、1064B、1164、1166A、1166B1264A、1264B、1264C~導(dǎo)電層；168~摻雜區(qū)；170~摻雜埋藏層；172~摻雜阱區(qū)；174~摻雜接觸區(qū)；176~介電結(jié)構(gòu)；178~柵結(jié)構(gòu)；180~第一柵側(cè)邊；182~第二柵側(cè)邊；184~第一摻雜側(cè)邊；186~第二摻雜側(cè)邊；188、190~摻雜接觸區(qū)；92~摻雜埋藏層；94~摻雜阱區(qū)；196~摻雜區(qū)；198~介電結(jié)構(gòu);900A、1000B、1100B、1200B~第一層介電層；D1、D2、K1、K2、M1、M2、W1、W2 ~間距。
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上視圖，其僅繪示半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的襯底102、第一摻雜區(qū)104、第二摻雜區(qū)106、第三摻雜區(qū)108、第四摻雜區(qū)110與裝置區(qū)。于實(shí)施例中，形成在襯底102中的第一摻雜區(qū)104、第二摻雜區(qū)106、第三摻雜區(qū)108與第四摻雜區(qū)110具有相同的第一導(dǎo)電型，例如P導(dǎo)電型。
[0036]請(qǐng)參照?qǐng)D1，裝置區(qū)包括第一裝置區(qū)112、第二裝置區(qū)114與第三裝置區(qū)116。于實(shí)施例中，第一裝置區(qū)112、第二裝置區(qū)114與第三裝置區(qū)116是分別用以設(shè)置不同類型的裝置。舉例來說，第一裝置區(qū)112為超高壓裝置區(qū)，用以設(shè)置例如超高壓(UHV)MOS或其他合適的裝置。第二裝置區(qū)114可用作高壓側(cè)(high side)區(qū)(例如大于650V)，例如用以設(shè)置LVMOS、BJT、電容(capacitor)、電阻或其他合適的裝置。第三裝置區(qū)116可用作低壓裝置區(qū)，用以設(shè)置例如LVMOS或其他合適的裝置。
[0037]請(qǐng)參照?qǐng)D1，舉例來說，第一摻雜區(qū)104與第三摻雜區(qū)108位于第一裝置區(qū)112的外緣，換句話說，第一裝置區(qū)112可利用第一摻雜區(qū)104與第三摻雜區(qū)108定義。第一摻雜區(qū)104與第四摻雜區(qū)110位于第二裝置區(qū)114的外緣，換句話說，第二裝置區(qū)114可利用第一摻雜區(qū)104與第四摻雜區(qū)110定義。第二摻雜區(qū)106位于第一裝置區(qū)112中。第二摻雜區(qū)106是分開于第一摻雜區(qū)104與第三摻雜區(qū)108。第四摻雜區(qū)110是分開于第一摻雜區(qū)104與第三摻雜區(qū)108。于實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)104是用作隔離，例如用以隔離第一裝置區(qū)112與第二裝置區(qū)114。
[0038]請(qǐng)參照?qǐng)D1，于實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)104實(shí)質(zhì)上具有呈鏡相對(duì)稱的形狀(輪廓)，例如馬蹄形(U shape)。第三摻雜區(qū)108實(shí)質(zhì)上具有呈鏡相對(duì)稱的形狀(輪廓)。第四摻雜區(qū)110實(shí)質(zhì)上具有呈鏡相對(duì)稱的形狀(輪廓)。以上對(duì)稱的形狀是以穿過第二摻雜區(qū)106的中心點(diǎn)的虛擬面，例如沿AB線的虛擬面作為對(duì)稱中心而論。根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱的布局，可以提升擊穿電壓的均勻性(BVD uniformity)。
[0039]圖2繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)沿圖1的AB線的剖面圖。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括位于第一裝置區(qū)112與第二裝置區(qū)114之間的隔離區(qū)118。在實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)104是形成在隔離區(qū)118的襯底102中。第一摻雜區(qū)104可用作隔離與自我屏蔽(self-shielding)。介電結(jié)構(gòu)120形成在第一摻雜區(qū)104上。
[0040]請(qǐng)參照?qǐng)D2，襯底102包括下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124。上摻雜區(qū)124位于下?lián)诫s區(qū)122上。舉例來說，下?lián)诫s區(qū)122可包括絕緣層上覆硅(SOI)、摻雜晶片所形成的摻雜阱區(qū)或其他合適的材料。上摻雜區(qū)124可為從下?lián)诫s區(qū)122外延形成的薄膜。于此實(shí)施例中，下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124具有相同的第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。
[0041]請(qǐng)參照?qǐng)D2，第一裝置區(qū)112包括摻雜埋藏層126，其可形成在下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124中。摻雜埋藏層126可具有相對(duì)于第一導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型，例如N導(dǎo)電型。摻雜阱區(qū)128可形成在下?lián)诫s區(qū)122、上摻雜區(qū)124與摻雜埋藏層126中。摻雜阱區(qū)128可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。于實(shí)施例中，摻雜阱區(qū)128的深度是足以使裝置能承受高壓操作。第二摻雜區(qū)106可形成在摻雜阱區(qū)128與摻雜埋藏層126中。第二摻雜區(qū)106可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。頂摻雜區(qū)130可形成在摻雜阱區(qū)128中。頂摻雜區(qū)130可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。頂摻雜區(qū)130可用以實(shí)現(xiàn)RESURF概念。摻雜接觸區(qū)132、134可形成在第二摻雜區(qū)106中。摻雜接觸區(qū)136可形成在摻雜阱區(qū)128中。摻雜接觸區(qū)132、134、136可為重?fù)诫s的。摻雜接觸區(qū)132可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。摻雜接觸區(qū)134、136可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。摻雜接觸區(qū)134可用作源極，摻雜接觸區(qū)136可用作漏極，摻雜接觸區(qū)132可用作基極。介電結(jié)構(gòu)138可形成在頂摻雜區(qū)130與摻雜阱區(qū)128上。柵極140可形成在第二摻雜區(qū)106與介電結(jié)構(gòu)138上。于一實(shí)施例中，形成在第一裝置區(qū)112中的裝置可包括MOS例如NM0S，或擊穿電壓大于650V的超高壓(UHV) NM0S。摻雜埋藏層126可在摻雜接觸區(qū)134 (例如源極)與襯底102的下?lián)诫s區(qū)122之間提供隔離效果。
[0042]請(qǐng)參照?qǐng)D2，第二裝置區(qū)114包括摻雜埋藏層142，其可形成在下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124中。摻雜埋藏層142可具有相對(duì)于第一導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型，例如N導(dǎo)電型。摻雜阱區(qū)144可形成在下?lián)诫s區(qū)122、上摻雜區(qū)124與摻雜埋藏層142中。摻雜阱區(qū)144可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。摻雜阱區(qū)146可形成在摻雜阱區(qū)144中。摻雜阱區(qū)146可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。摻雜阱區(qū)148可形成在摻雜阱區(qū)144與摻雜埋藏層142中。摻雜阱區(qū)148可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。摻雜接觸區(qū)150可形成在摻雜阱區(qū)146中。摻雜接觸區(qū)152、154可形成在摻雜阱區(qū)148中。摻雜接觸區(qū)150、152、154可為重?fù)诫s的。摻雜接觸區(qū)152可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。摻雜接觸區(qū)150、154可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。于實(shí)施例中，摻雜阱區(qū)144的深度是足以使裝置能承受高壓操作。第二裝置區(qū)114的摻雜埋藏層142可以避免從高壓區(qū)至襯底102的下?lián)诫s區(qū)122 (接地)的沖穿現(xiàn)象(punch through)發(fā)生。
[0043]請(qǐng)參照?qǐng)D2，摻雜接觸區(qū)156形成在第三摻雜區(qū)108中?？尚纬啥鄬咏殡妼?58在襯底102上。形成在介電層158中的導(dǎo)電插塞160、162與導(dǎo)電層164、166例如M1、M2可電性連接至摻雜接觸區(qū)132、134、136、150、152、154、156。于實(shí)施例中，跨過隔離區(qū)118并位于第一摻雜區(qū)104上方的導(dǎo)電層164、166是用作連接(interconnection),例如高壓連接(HVinterconnection)。
[0044]圖3繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)沿圖1的⑶線的剖面圖。圖3顯示柵極140位于第一裝置區(qū)112中的第二摻雜區(qū)106上。摻雜區(qū)168可形成在柵極140下方的第二摻雜區(qū)106中。摻雜區(qū)168可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。摻雜區(qū)168可為重?fù)诫s的。舉例來說，摻雜區(qū)168可為圖2中所示的摻雜接觸區(qū)134。摻雜埋藏層170可形成在隔離區(qū)118外的下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124中。摻雜阱區(qū)172可形成在下?lián)诫s區(qū)122、上摻雜區(qū)124與摻雜埋藏層170中。摻雜阱區(qū)172可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。第四摻雜區(qū)110可形成在摻雜阱區(qū)172與摻雜埋藏層170中。第四摻雜區(qū)110可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。摻雜接觸區(qū)174可形成在第四摻雜區(qū)110中。摻雜接觸區(qū)174可為重?fù)诫s的。摻雜接觸區(qū)174可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。
[0045]請(qǐng)參照?qǐng)D3，于實(shí)施例中，介電結(jié)構(gòu)176是形成在第一摻雜區(qū)104、第二摻雜區(qū)106、第四摻雜區(qū)110上。柵結(jié)構(gòu)178是形成在介電結(jié)構(gòu)176上。再者,第一摻雜區(qū)104、介電結(jié)構(gòu)176與柵結(jié)構(gòu)178是互相重疊的。于實(shí)施例中，介電結(jié)構(gòu)176可具有一對(duì)稱的形狀,或者，柵結(jié)構(gòu)178可具有一對(duì)稱的形狀，以上對(duì)稱的形狀是以穿過第二摻雜區(qū)106的中心點(diǎn)的虛擬面，例如沿AB線(圖1)的虛擬面作為對(duì)稱中心而論。柵結(jié)構(gòu)178可位于摻雜接觸區(qū)174上。請(qǐng)參照?qǐng)D3，于一實(shí)施例中，柵極140具有相對(duì)的第一柵側(cè)邊180與第二柵側(cè)邊182。第一摻雜區(qū)104與柵極140的第一柵側(cè)邊180之間的最小間距Dl實(shí)質(zhì)上等于第一摻雜區(qū)104與柵極140的第二柵側(cè)邊182之間的最小間距D2?；蛘?，柵結(jié)構(gòu)178與柵極140的第一柵側(cè)邊180之間的最小間距Kl實(shí)質(zhì)上等于柵結(jié)構(gòu)178與柵極140的第二柵側(cè)邊182之間的最小間距K2。于一實(shí)施例中，第二摻雜區(qū)106具有相對(duì)的第一摻雜側(cè)邊184與第二摻雜側(cè)邊186。第一摻雜區(qū)104與第二摻雜區(qū)106的第一摻雜側(cè)邊184之間的最小間距Ml實(shí)質(zhì)上等于第一摻雜區(qū)104與第二摻雜區(qū)106的第二摻雜側(cè)邊186之間的最小間距M2?；蛘?，柵結(jié)構(gòu)178與第二摻雜區(qū)106的第一摻雜側(cè)邊184之間的最小間距Wl實(shí)質(zhì)上等于柵結(jié)構(gòu)178與第二摻雜區(qū)106的第二摻雜側(cè)邊186之間的最小間距W2。根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱的布局，可以提升擊穿電壓的均勻性(BVD uniformity)。柵結(jié)構(gòu)178與第一摻雜區(qū)104重疊,換句話說,柵結(jié)構(gòu)178是覆蓋(cover)于第一摻雜區(qū)104,如此可以避免稱合效應(yīng)(coupling effect)。于一實(shí)施例中，舉例來說,柵結(jié)構(gòu)178接地。第一摻雜區(qū)104可用以提供超高壓MOS隔離(isolation)與自我屏蔽(self-shielding)的效果。
[0046]圖4繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)沿圖1的EF線的剖面圖。圖4顯示摻雜接觸區(qū)188可形成在第四摻雜區(qū)110中并鄰近摻雜接觸區(qū)190。摻雜接觸區(qū)188與摻雜接觸區(qū)190可為重?fù)诫s的。摻雜接觸區(qū)188可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。摻雜接觸區(qū)190可具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。摻雜接觸區(qū)190可為圖3中的摻雜接觸區(qū)174。柵結(jié)構(gòu)178可位于第四摻雜區(qū)110上。摻雜埋藏層170可形成在下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124中。
[0047]圖5繪示根據(jù)一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)沿圖1的GH線的剖面圖。圖5顯示第一摻雜區(qū)104與第三摻雜區(qū)108是互相鄰接的，換句話說，第一摻雜區(qū)104與第三摻雜區(qū)108為一共享的摻雜區(qū)。摻雜接觸區(qū)156可形成在第三摻雜區(qū)108中。摻雜接觸區(qū)156可為重?fù)诫s的。摻雜接觸區(qū)156可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。柵結(jié)構(gòu)178位于介電結(jié)構(gòu)176上。
[0048]根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的布局，可以提升擊穿電壓的均勻性(BVDuniformity)。于實(shí)施例中，高壓側(cè)至低壓側(cè)的漏電流是小于I μ A。再者,在經(jīng)過HTRB與HTRB的可靠度測(cè)試之后，超高壓裝置單元(UHV cell)是通過驗(yàn)證。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的布局并不會(huì)增加使用面積。并不需要額外的工藝。實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的概念可應(yīng)用至混合設(shè)計(jì)(mix-mode)或模擬電路設(shè)計(jì),或其他合適的設(shè)計(jì),例如LED發(fā)光(LED lighting)裝置、節(jié)能燈泡(Energy saving lamp)、安定器(ballast)、馬達(dá)軀動(dòng)器(motor driver)等等。
[0049]圖6A至圖6D繪示根據(jù)一實(shí)施例中，圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。請(qǐng)參照?qǐng)D6A，對(duì)具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜埋藏層126、142。實(shí)施例中的各個(gè)摻雜步驟是可利用圖案化的掩模來進(jìn)行，或者，在進(jìn)行摻雜步驟之后，可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)進(jìn)行退火步驟來擴(kuò)散雜質(zhì)，類似的概念以下不再重復(fù)贅述。
[0050]請(qǐng)參照?qǐng)D6B，于下?lián)诫s區(qū)122上形成上摻雜區(qū)124。上摻雜區(qū)124可以外延的方式形成。上摻雜區(qū)124可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。于一實(shí)施例中，可進(jìn)行一退火步驟使摻雜埋藏層126、142擴(kuò)散至上摻雜區(qū)124中。對(duì)上摻雜區(qū)124、下?lián)诫s區(qū)122與摻雜埋藏層126、142進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜阱區(qū)128、144。對(duì)摻雜阱區(qū)128與摻雜埋藏層126進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)106。對(duì)上摻雜區(qū)124與下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)104。對(duì)上摻雜區(qū)124與下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)108。對(duì)摻雜阱區(qū)144與摻雜埋藏層142進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的摻雜阱區(qū)148。對(duì)摻雜阱區(qū)144與摻雜埋藏層142進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜阱區(qū)146。
[0051]請(qǐng)參照?qǐng)D6C，對(duì)摻雜阱區(qū)128進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的頂摻雜區(qū)130。請(qǐng)參照?qǐng)D6D，于襯底102上形成介電結(jié)構(gòu)120、138。介電結(jié)構(gòu)120、138并不限于如圖6C所示的場(chǎng)氧化物，于其他實(shí)施例中，介電結(jié)構(gòu)120、138可包括其他合適的絕緣結(jié)構(gòu)，例如淺溝道隔離(STI)。于襯底102上形成柵極140。柵極140可包括柵介電層與柵電極層，其中柵電極層位于柵介電層上。柵電極層可包括多晶娃、金屬或其他合適的材料。柵介電層可包括氧化物、氮化物、氮氧化硅或其他合適的材料。對(duì)摻雜阱區(qū)148、第二摻雜區(qū)106與第三摻雜區(qū)108進(jìn)行摻雜，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)152、132、156。對(duì)摻雜阱區(qū)128、146、148與第二摻雜區(qū)106進(jìn)行摻雜，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)134、136、150、154。然后，可在圖6D所示的結(jié)構(gòu)上形成后續(xù)的兀件例如介電層158、導(dǎo)電層164、166與導(dǎo)電插塞160、162,以形成如圖2所不的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0052]圖7A至圖7C繪示根據(jù)一實(shí)施例中，圖3所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。請(qǐng)參照?qǐng)D7A，對(duì)具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜埋藏層126、170。
[0053]請(qǐng)參照?qǐng)D7B，于下?lián)诫s區(qū)122上形成上摻雜區(qū)124。上摻雜區(qū)124可以外延的方式形成。上摻雜區(qū)124可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。于一實(shí)施例中，可進(jìn)行一退火步驟使摻雜埋藏層126、170擴(kuò)散至上摻雜區(qū)124中。對(duì)上摻雜區(qū)124、下?lián)诫s區(qū)122與摻雜埋藏層126、170進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜阱區(qū)128、172。對(duì)下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)104。對(duì)摻雜阱區(qū)128與摻雜埋藏層126進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第二摻雜區(qū)106。對(duì)下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)108。對(duì)摻雜阱區(qū)172與摻雜埋藏層170進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第四摻雜區(qū)110。
[0054]請(qǐng)參照?qǐng)D7C，對(duì)第二摻雜區(qū)106進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜區(qū)168。對(duì)第三摻雜區(qū)108進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)156。對(duì)第四摻雜區(qū)110進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)174。于第一摻雜區(qū)104上形成介電結(jié)構(gòu)176。介電結(jié)構(gòu)176并不限于如圖7C所示的場(chǎng)氧化物，于其他實(shí)施例中，介電結(jié)構(gòu)176可包括其他合適的絕緣結(jié)構(gòu)，例如淺溝道隔尚(STI) ο
[0055]然后，請(qǐng)參照?qǐng)D3，于襯底102與介電結(jié)構(gòu)176上形成柵極140與柵結(jié)構(gòu)178。柵極140可包括柵介電層與柵電極層，其中柵電極層位于柵介電層上。柵電極層可包括多晶硅、金屬或其他合適的材料。柵介電層158可包括氧化物、氮化物、氮氧化硅或其他合適的材料。柵結(jié)構(gòu)178可包括柵介電層與柵電極層，其中柵電極層位于柵介電層上。柵電極層可包括多晶硅、金屬或其他合適的材料。柵介電層可包括氧化物、氮化物、氮氧化硅或其他合適的材料。然后，可形成后續(xù)的兀件例如介電層158、導(dǎo)電層164、166與導(dǎo)電插塞160、162。
[0056]圖8A至圖8D繪示根據(jù)一實(shí)施例中，圖4所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。請(qǐng)參照?qǐng)D8A，對(duì)具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜埋藏層170、192。
[0057]請(qǐng)參照?qǐng)DSB，于下?lián)诫s區(qū)122上形成上摻雜區(qū)124。上摻雜區(qū)124可以外延的方式形成。上摻雜區(qū)124可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。于一實(shí)施例中，可進(jìn)行一退火步驟使摻雜埋藏層170、192擴(kuò)散至上摻雜區(qū)124中。對(duì)上摻雜區(qū)124、下?lián)诫s區(qū)122與摻雜埋藏層170、192進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜阱區(qū)194。對(duì)上摻雜區(qū)124與下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)108。對(duì)摻雜阱區(qū)194與摻雜埋藏層170進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第四摻雜區(qū)110。
[0058]請(qǐng)參照?qǐng)DSC，對(duì)摻雜阱區(qū)194進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的摻雜區(qū)196。請(qǐng)參照?qǐng)D8D，于摻雜阱區(qū)194與頂摻雜區(qū)196上形成介電結(jié)構(gòu)198。介電結(jié)構(gòu)198并不限于如圖8D所示的場(chǎng)氧化物，于其他實(shí)施例中，介電結(jié)構(gòu)198可包括其他合適的絕緣結(jié)構(gòu)，例如淺溝道隔離(STI)。于襯底102與介電結(jié)構(gòu)198上形成柵結(jié)構(gòu)178。柵結(jié)構(gòu)178可包括柵介電層與柵電極層，其中柵電極層位于柵介電層上。對(duì)第三摻雜區(qū)108進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)156。對(duì)第四摻雜區(qū)110進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)188。對(duì)第四摻雜區(qū)110進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)190。然后，可形成后續(xù)的兀件例如介電層158、導(dǎo)電層164、166與導(dǎo)電插塞160、162,以形成如圖4所不的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0059]圖9A至圖9C繪示根據(jù)一實(shí)施例中，圖5所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。請(qǐng)參照?qǐng)D9A，對(duì)具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜埋藏層142。
[0060]請(qǐng)參照?qǐng)D9B，于下?lián)诫s區(qū)122上形成上摻雜區(qū)124。上摻雜區(qū)124可以外延的方式形成。上摻雜區(qū)124可具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型。于一實(shí)施例中，可進(jìn)行一退火步驟使摻雜埋藏層142擴(kuò)散至上摻雜區(qū)124中。對(duì)上摻雜區(qū)124、下?lián)诫s區(qū)122與摻雜埋藏層142進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜阱區(qū)144。對(duì)上摻雜區(qū)124與下?lián)诫s區(qū)122進(jìn)行摻雜步驟，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第三摻雜區(qū)108與第一摻雜區(qū)104。
[0061]請(qǐng)參照?qǐng)D9C，于襯底102上形成介電結(jié)構(gòu)176。介電結(jié)構(gòu)176并不限于如圖9C所示的場(chǎng)氧化物，于其他實(shí)施例中，介電結(jié)構(gòu)176可包括其他合適的絕緣結(jié)構(gòu)，例如淺溝道隔離(STI)。于介電結(jié)構(gòu)176上形成柵結(jié)構(gòu)178。柵結(jié)構(gòu)178可包括柵介電層與柵電極層,其中柵電極層位于柵介電層上。對(duì)第三摻雜區(qū)108進(jìn)行摻雜，以形成具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的摻雜接觸區(qū)156。然后，可在圖9C所示的結(jié)構(gòu)上形成后續(xù)的元件例如介電層158、導(dǎo)電層164、166與導(dǎo)電插塞160、162,以形成如圖5所不的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0062]圖10至圖24繪示根據(jù)不同實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖，其亦可應(yīng)用具有對(duì)稱布局的概念。
[0063]圖10所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，是使用多層的頂摻雜區(qū)230A、230B。舉例來說，皆具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的上頂摻雜區(qū)230A與下頂摻雜區(qū)230B是由摻雜阱區(qū)128互相分開。
[0064]圖11所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，是省略了圖2中的頂摻雜區(qū)130。
[0065]圖12所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，是使用多排的第一摻雜區(qū)304A、304B。第一摻雜區(qū)304A、304B可通過下?lián)诫s區(qū)122與上摻雜區(qū)124互相分開。實(shí)施例并不限于如圖12所示使用兩排的第一摻雜區(qū)304A、304B。于其他實(shí)施例中，可使用大于兩排的第一摻雜區(qū)(未顯不)。
[0066]圖13所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，是使用多排的頂摻雜區(qū) 430A、430B、430C、430D、430E。頂摻雜區(qū) 430A、430B、430C、430D、430E 可通過摻雜阱區(qū) 128互相分開。
[0067]圖14所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，在使用具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的上摻雜區(qū)524的例子中，是省略圖2中具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的第一摻雜區(qū)(104)。
[0068]圖15所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，是省略圖2中具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜埋藏層126、142。此外，圖15中的第一摻雜區(qū)604、第二摻雜區(qū)606、第三摻雜區(qū)608與摻雜阱區(qū)648的深度是淺于圖2中的第一摻雜區(qū)104、第二摻雜區(qū)106、第三摻雜區(qū)108與摻雜阱區(qū)148的深度。舉例來說，圖15中的第二摻雜區(qū)606實(shí)質(zhì)上淺于摻雜阱區(qū)128。圖15中的摻雜阱區(qū)648實(shí)質(zhì)上淺于摻雜阱區(qū)144。相較于圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，圖15所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝較簡單且成本較低。
[0069]圖16所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，頂摻雜區(qū)130上是設(shè)置有數(shù)個(gè)互相分開的介電結(jié)構(gòu)738A、738B、738C。此實(shí)施例可降低裝置的開啟電阻(Rds-on)。
[0070]圖17所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，是省略了介電層158較上方的部份、導(dǎo)電層166(例如M2)與導(dǎo)電插塞162。相較于圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，圖17所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝較簡單且成本較低。
[0071]圖18所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，介電結(jié)構(gòu)820、838是使用淺溝道隔離(STI)。
[0072]圖19所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，是省略了圖2中的柵極140，并使用形成在第一層介電層900A上的導(dǎo)電層964執(zhí)行如圖2所示的柵極140中多晶娃柵電極層的功效。導(dǎo)電層964可包括金屬。
[0073]圖20所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，隔離區(qū)118中第一摻雜區(qū)104上方的第二層介電層1000B是將導(dǎo)電層1064A、1064B(M1)分開。于實(shí)施例中，鄰近隔離區(qū)118的導(dǎo)電層1064A、1064B實(shí)質(zhì)上部分地與第一摻雜區(qū)104重疊。
[0074]圖21所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，隔離區(qū)118中第一摻雜區(qū)104上方的第二層介電層1100B上的導(dǎo)電層1166A、1166B(M2)是互相分開。于實(shí)施例中，導(dǎo)電層1164(Ml)是與第一摻雜區(qū)104重疊。
[0075]圖22所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，隔離區(qū)118中第一摻雜區(qū)104上方的第二層介電層1200B是將導(dǎo)電層1264A、1264B、1264C(M1)分開。于實(shí)施例中，鄰近隔離區(qū)118的導(dǎo)電層1264A、1264C實(shí)質(zhì)上部分地與第一摻雜區(qū)104重疊。導(dǎo)電層1264B實(shí)質(zhì)上與第一摻雜區(qū)104重疊。
[0076]圖23所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，形成在具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的下?lián)诫s區(qū)122上的上摻雜區(qū)1324具有相反的第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。于此實(shí)施例中,可提升(boost)襯底1302的電壓。
[0077]圖24所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)與圖2所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)差異在于，形成在具有第一導(dǎo)電型例如P導(dǎo)電型的下?lián)诫s區(qū)122上的上摻雜區(qū)1424具有相反的第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型。再者，是省略了圖2中具有第二導(dǎo)電型例如N導(dǎo)電型的摻雜阱區(qū)128、144。
[0078]實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視隨附的權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包括: 一襯底； 一裝置區(qū)； 一第一摻雜區(qū)，形成在鄰近該裝置區(qū)的該襯底中；以及 一柵結(jié)構(gòu)，位于該第一摻雜區(qū)上，其中該第一摻雜區(qū)與該柵結(jié)構(gòu)是互相重疊的。
2.—種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),包括: 一襯底； 一裝置區(qū)； 一第一摻雜區(qū)，形成在該襯底中并鄰近該裝置區(qū)；以及 一柵結(jié)構(gòu)，位于該第一摻雜區(qū)上，其中該第一摻雜區(qū)與該柵結(jié)構(gòu)其中至少之一具有對(duì)稱的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該裝置區(qū)包括一第一裝置區(qū)與一第二裝置區(qū)，該第一摻雜區(qū)是用以隔離該第一裝置區(qū)與該第二裝置區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一摻雜區(qū)具有一對(duì)稱的形狀并位于該第一裝置區(qū)的外緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，更包括一柵極，其中該裝置區(qū)包括一第一裝置區(qū)與一第二裝置區(qū)，該第一摻雜區(qū)是介于該第一裝置區(qū)與該第二裝置區(qū)，該柵極位于該第一裝置區(qū)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),其中該柵極具有相對(duì)的一第一柵側(cè)邊與一第二柵側(cè)邊，該第一摻雜區(qū)與該第一柵側(cè)邊之間的一最小間距等于該第一摻雜區(qū)與該第二柵側(cè)邊之間的一最小間距，或者，該柵結(jié)構(gòu)與該第一柵側(cè)邊之間的一最小間距等于該柵結(jié)構(gòu)與該第二柵側(cè)邊之間的一最小間距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，更包括一第二摻雜區(qū)，其中該裝置區(qū)包括一第一裝置區(qū)與一第二裝置區(qū)，該第一摻雜區(qū)是介于該第一裝置區(qū)與該第二裝置區(qū)，該第二摻雜區(qū)位于該第一裝置區(qū)中的該襯底中，互相分開的該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)具有相同的導(dǎo)電型。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第二摻雜區(qū)具有相對(duì)的一第一摻雜側(cè)邊與一第二摻雜側(cè)邊，該第一摻雜區(qū)與該第一摻雜側(cè)邊之間的一最小間距等于該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜側(cè)邊之間的一最小間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第二摻雜區(qū)具有相對(duì)的一第一摻雜側(cè)邊與一第二摻雜側(cè)邊，或者，該柵結(jié)構(gòu)與該第一摻雜側(cè)邊之間的一最小間距等于該柵結(jié)構(gòu)與該第二摻雜側(cè)邊之間的一最小間距。
10.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，包括: 形成一第一摻雜區(qū)于鄰近一裝置區(qū)的一襯底中；以及 形成一柵結(jié)構(gòu)于該第一摻雜區(qū)上，其中該第一摻雜區(qū)與該柵結(jié)構(gòu)是互相重疊的。
【文檔編號(hào)】H01L29/10GK103633122SQ201210305283
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】陳建志, 林正基, 連士進(jìn), 吳錫垣 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司