使用低壓工藝制造的高壓器件制造技術

一種高壓晶體管包括有源區，有源區包括由淺溝槽隔離的邊界的內邊緣限定的第一導電類型的擴散區。具有側邊緣和端部邊緣的柵極設置在有源區之上。與第一導電類型相反的第二導電類型的分隔開的源極區和漏極區關于柵極的側邊緣向外設置在有源區中。比源極區和漏極區更輕摻雜的第二導電類型的輕摻雜區包圍源極區和漏極區并且在源極區和漏極區之間朝向柵極向內延伸以限定溝道，并且朝向淺溝槽隔離的所有內邊緣向外延伸。從至少漏極區的輕摻雜區的外部邊緣與淺溝槽隔離的內邊緣分隔開。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求于2013年11月21日提交的美國臨時專利申請No.61/907,235“HighVoltageDeviceFabricatedUsingLow-VoltageProcesses”的益處，其內容通過參考完全結合在本公開中。
技術介紹
對硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(SONOS)非易失性存儲器編程要求相對于在器件上使用的其它電壓的介質高或者高編程電壓。用于提供這些編程電壓的器件應該具有充分高的結擊穿電壓，并且通常使用比標準I/O器件更厚的柵極氧化物層被制造，以增加柵極擊穿電壓。將這些器件的形成結合到現有互補金屬氧化物半導體(CMOS)制造工藝中通常涉及附加掩模和不是傳統CMOS制造工藝的一部分的工藝步驟。更特別地，為了實現足夠的柵極和結擊穿電壓，現有高(高于10V)或者介質高(5V至10V)電壓器件特別是在限定這些器件的有源區的淺溝槽隔離(STI)區的邊緣處、以及前述較厚柵極處使用定制的摻雜輪廓，這所有均致使降低產量。
技術實現思路
根據本專利技術的一方面，公開了可以使用傳統CMOS工藝制造的高壓(5V至10V)晶體管，而不需要設置附加掩模和其它工藝步驟。晶體管包括包圍至少漏極區并且可選地源極區的輕摻雜區。輕摻雜區朝向由淺溝槽隔離(STI)的內邊緣限定的有源區的邊緣向外延伸，然而輕摻雜區的外邊緣與淺溝槽隔離的內邊緣分隔開。附圖說明圖1是根據本專利技術的一方面的高壓晶體管的示意性布局的頂視圖。圖2是在跨溝道的寬度的方向上沿著線2-2獲得的圖1的高壓晶體管的布局的截面圖。圖3是在沿著溝道的漏極邊緣的方向上沿著柵極的漏極邊緣附近的線3-3獲得的圖1的高壓晶體管的布局的截面圖。圖4是根據本專利技術的另一方面的高壓晶體管的示例性布局的頂視圖。圖5是在跨溝道的寬度的方向上沿著線5-5獲得的圖4的高壓晶體管的布局的截面圖。圖6是在沿著溝道的漏極邊緣的方向上沿著柵極的漏極邊緣附近的線6-6獲得的圖4的高壓晶體管的布局的截面圖。圖7是示出用于本專利技術的高壓晶體管的示例性制造工藝的流程圖。具體實施方式本領域普通技術人員將認識到，本專利技術的以下描述僅是示例性的，并且不以任何方式限制。本專利技術的其它實施方式容易將它們本身提供給這樣的本領域技術人員。關于在P-阱中形成的n-溝道器件特別描述以下實施方式，將理解，在N-阱中形成的p-溝道器件類似地形成。參考圖1至圖3，頂視圖和截面圖示出根據本專利技術的一方面制造的高壓晶體管10的示例性布局，其中，晶體管的漏極側從擴散邊緣被回撤(pullback)。圖1是頂視圖，圖2是在跨溝道的寬度的方向上沿圖1的線2-2獲得的截面圖，并且圖3是在沿著溝道的漏極邊緣的方向上沿著在柵極的漏極邊緣附近的圖1的線3-3獲得的截面圖。高壓晶體管10的有源區是位于淺溝槽隔離區14內的p-阱區12。N+源極區16和N+漏極區18形成在p-阱12中。輕摻雜漏極(LDD)區20和22分別包圍源極區16和漏極區18，并且在源極和漏極之間限定溝道。柵極24在溝道之上設置在基板上方并且與基板絕緣。隔離物26形成在柵極的側邊緣上，以通過阻擋在本領域中已知的柵極邊緣處的較高源極/漏極注入物制造形成LDD區20和22。在典型實施方式中，LDD摻雜水平在約5e16cm-3與5e17cm-3之間，并且源極/漏極注入物摻雜在約1e19cm-3與1e20cm-3之間。隔離物在圖2中示出但是在圖1中未被指示以避免使附圖復雜化。如圖2中所示，p-阱擴散12中的LDD區域22的從晶體管10的漏極18向外延伸的邊緣與本專利技術中的STI區域的內邊緣向內分隔開，如在參考標號28a處所示的。在典型實施方式中，包圍漏極區18的漏極LDD區22與STI區14的內邊緣向內分隔開約100nm與500nm之間。擴散邊緣是由于這些區域中存在最高電場而導致器件通常被首次擊穿的位置。在溝道寬度的邊緣處，即在由圖1中的箭頭28b并且通過圖3中的參考標號28b指示的柵極24的端部邊緣附近，還執行該向內分隔開。如從圖1和圖3的檢驗可以看出，柵極24的端部在28b處延伸超過LDD區的外邊緣，并且甚至延伸到在晶體管有源區的STI邊界上方的區域中。回撤LDD區22的外部改變漏極18周圍的電勢輪廓，并且顯著降低STI區14的邊緣處的電場。通過這樣，漏極結擊穿電壓顯著增加，并且將容易滿足約8伏或者更高的電壓擊穿要求。該向內分隔開在器件的漏極側很重要，在漏極側，在正常器件操作期間將發現最高電壓。這稍微降低掩模對稱性。各個設計者在設計時將權衡該折衷。雖然本領域普通技術人員將認識到，什么是“高壓”將隨著收縮器件尺寸而依比例決定(scale)，但是本專利技術的原理將仍然有效。為了進一步改進結擊穿，自對準硅化物(salicide)阻擋層30至少在漏極側被引入，使得僅源極、漏極和柵極觸點附近的硅被自對準硅化(salicide，即，轉換為金屬自對準硅化物)。本領域普通技術人員將想到，為了簡單起見，圖1的頂視圖示出到源極區16和漏極區18中的每個的單個觸點，但是在根據本專利技術的教導制造的實際集成電路中可以采用多觸點。如本領域中已知的，在圖2中示出金屬自對準硅化物區32在源極區16、漏極區18和柵極區24的上表面處的接觸孔中。因為擴散(p-阱12)的外邊緣被在STI區12的內邊緣之上延伸的自對準硅化物阻擋層30覆蓋，所以它們沒有被轉換為金屬自對準硅化物。結果，它們具有較低電場和泄漏、以及在漏極拐角處生成的減少很多的焦耳熱。由此，在很大程度上改進了晶體管的健壯性。還參考圖4至圖6，頂視圖和截面圖示出根據本專利技術的另一方面制造的高壓晶體管40的示例性布局，其中，晶體管的漏極側和源極側從擴散邊緣被回撤。圖4是頂視圖，圖5是在跨溝道的寬度的方向上沿著圖4的線5-5獲得的截面圖，并且圖6是在沿著溝道的漏極邊緣的方向上沿著柵極的漏極側附近的圖4的線6-6獲得的截面圖。圖4至圖6的晶體管40類似于圖1至圖3的晶體管10。與圖1至圖3的晶體管10的元件相同的晶體管40的元件由用于識別圖4至圖6中的相應元件的相同參考標記指示。高壓晶體管40的有源區是位于淺溝槽隔離區14內的p-阱區12。N+源極區16和N+漏極區18形成在p-阱12中。輕摻雜漏極(LDD)區20和22包圍源極區16和漏極區18并且在源極和漏極之間限定溝道。柵極24在溝道上設置在基板上方并且與基板絕緣。如本領域中已知的，隔離物26形成在柵極的邊緣上以通過阻擋在柵極邊緣處的較高源極\本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓晶體管，所述高壓晶體管包括：有源區，所述有源區包括由淺溝槽隔離的邊界的內邊緣限定的第一導電類型的擴散區；柵極，所述柵極具有設置在所述有源區之上并且與所述有源區絕緣的側邊緣和端部邊緣；與所述第一導電類型相反的第二導電類型的分隔開的源極區和漏極區，所述源極區和所述漏極區關于所述柵極的所述側邊緣向外設置在所述有源區中；以及所述第二導電類型的輕摻雜區，所述輕摻雜區關于所述源極區和所述漏極區的摻雜被限定，所述第二導電類型的所述輕摻雜區包圍所述源極區和所述漏極區，所述輕摻雜區在所述源極區和所述漏極區之間朝向所述柵極向內延伸以在所述柵極下面限定溝道，并且從至少所述漏極區朝向所述淺溝槽隔離的所有所述內邊緣向外延伸，所述輕摻雜區的外邊緣與所述淺溝槽隔離的所述內邊緣分隔開。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.21 US 61/907,2351.一種高壓晶體管，所述高壓晶體管包括：
有源區，所述有源區包括由淺溝槽隔離的邊界的內邊緣限定的第一導電類型的擴
散區；
柵極，所述柵極具有設置在所述有源區之上并且與所述有源區絕緣的側邊緣和端
部邊緣；
與所述第一導電類型相反的第二導電類型的分隔開的源極區和漏極區，所述源極
區和所述漏極區關于所述柵極的所述側邊緣向外設置在所述有源區中；以及
所述第二導電類型的輕摻雜區，所述輕摻雜區關于所述源極區和所述漏極區的摻
雜被限定，所述第二導電類型的所述輕摻雜區包圍所述源極區和所述漏極區，所述輕
摻雜區在所述源極區和所述漏極區之間朝向所述柵極向內延伸以在所述柵極下面限
定溝道，并且從至少所述漏極區朝向所述淺溝槽隔離的所有所述內邊緣向外延伸，所
述輕摻雜區的外邊緣與所述淺溝槽隔離的所述內邊緣分隔開。
2.根據權利要求1所述的高壓晶體管，其中，所述輕摻雜區的所述外邊緣與所
述淺溝槽隔離的所述內邊緣分隔開約100nm到約500nm之間。
3.根據權利要求1所述的高壓晶體管，所述高壓晶體管還包括：
自對準硅化物阻擋層，所述自對準硅化物阻擋層設置在所述有源區之上并且至少
延伸到所述淺溝槽隔離的內邊緣，所述自對準硅化物阻擋層具有形成在所述自對準硅
化物阻擋層中的、延伸到所述源極區和所述漏極區并且延伸到所述柵極的接觸孔；以
及
金屬自對準硅化物層，所述金屬自對準硅化物層形成在所述源極區和所述漏極區
以及所述柵極處的所述接觸孔中。
4.根據權利要求3所述的高壓晶體管，其中，所述自對準硅化物阻擋層在所述
淺溝槽隔離之上延伸。
5.根據權利要求1所述的高壓晶體管，其中，所述輕摻雜區被摻雜到在約5e16
cm-3到約5e17cm-3之間的水平。
6.根據權利要求1所述的高壓晶體管，其中，所述源極區和所述漏極區被摻雜
至在約1e19cm-3到約1e20cm-3之間的水平。
7.根據權利要求1所述的高壓晶體管，其中，所述輕摻雜區從所述源極區和所
述漏極區兩者朝向所述淺溝槽隔離的所有所述內邊緣向外延伸，所述輕摻雜區的外邊
緣與所述淺溝槽隔離的所述內邊緣分隔開。
8.根據權利要求7所述的高壓晶體管，其中，所述輕摻雜區域的所述外邊緣與
所述淺溝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：薛豐良，菲迪·達豪伊，約翰·麥科勒姆，
申請(專利權)人：美高森美SoC公司，
類型：發明
國別省市：美國;US