鰭狀結構上的橫向擴散晶體管制造技術

本發明專利技術公開一種鰭狀結構上的橫向擴散晶體管，橫向擴散晶體管包含一具有階梯輪廓的柵極介電層，柵極介電層的厚度由橫向擴散晶體管的源極向漏極的方向增厚，此外橫向擴散晶體管的制作工藝可以和低壓晶體管以及其它高壓晶體管的制作工藝相容。

【技術實現步驟摘要】
鰭狀結構上的橫向擴散晶體管
本專利技術涉及一種橫向擴散晶體管，特別是涉及一種位于鰭狀結構上并且其柵極介電層具有階梯輪廓的橫向擴散晶體管。
技術介紹
隨著半導體集成電路制造技術的發展，對于形成于單一芯片上的控制電路、存儲器、低壓操作電路以及高壓操作電路等元件的需求也隨之增加，其中常利用絕緣柵極雙載流子晶體管(insulatedgatebipolartransistor，IGBT)與雙擴散金屬氧化物半導體(double-diffusedmetaloxidesemiconductor，DMOS)晶體管元件作為單一芯片內的高壓元件。雙擴散金屬氧化物半導體元件可概分為橫向擴散晶體管(lateralDMOS，LDMOS)與垂直擴散晶體管(verticalDMOS，VDMOS)，其中橫向擴散晶體管因與標準互補型金屬氧化物半導體(CMOS)元件制作工藝具有優選的整合性，且具有優選的切換效率(powerswitchingefficiency)，又更常為業界所采用。然而隨著集成電路裝置尺寸的更為降低，橫向擴散晶體管也需要配合縮小體積，因此急需一種小尺寸的橫向擴散晶體管。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種鰭狀結構上的橫向擴散晶體管以克服上述問題。根據本專利技術的一優選實施例，一種橫向擴散晶體管包含一基底，一鰭狀結構接觸并凸出于基底，一第一柵極電極跨過鰭狀結構，一第一源極設置于鰭狀結構中并且位于第一柵極電極的一側，一漏極設置于鰭狀結構中并且位于第一柵極電極的另一側以及一第一柵極介電層位于鰭狀結構和第一柵極電極之間，其中第一柵極介電層的厚度由第一源極向漏極的方向增厚。根據本專利技術的另一優選實施例，橫向擴散晶體管可另包含一第二柵極電極跨過鰭狀結構，其中漏極設于第二柵極電極的一側并且位于第一柵極電極和第二柵極電極之間，一第二源極設置于鰭狀結構中并且位于第二柵極電極的另一側以及一第二柵極介電層位于鰭狀結構和第二柵極電極之間，其中第二柵極介電層的厚度由第二源極向漏極方向增厚。附圖說明圖1為本專利技術的第一優選實施例所繪示的低壓晶體管和橫向擴散晶體管高壓晶體管的立體示意圖；圖2為圖1中的橫向擴散晶體管沿AA’切線方向的側視示意圖；圖3為在圖2中的橫向擴散晶體管上設置接觸插塞的示意圖；圖4為圖1中的橫向擴散晶體管沿AA’切線方向的另一側視示意圖；圖5為本專利技術的第二優選實施例所繪示的橫向擴散晶體管的立體示意圖；圖6為圖5中的橫向擴散晶體管沿BB’切線方向的側視示意圖；圖7為在圖6中的橫向擴散晶體管上設置接觸插塞的示意圖；圖8至圖10為本專利技術的第三優選實施例所繪示的橫向擴散晶體管結合低壓晶體管的制作方法的示意圖。主要元件符號說明10基底12鰭狀結構14淺溝槽隔離16第一柵極電極18第一源極20漏極22第一柵極介電層24摻雜阱25介電層26摻雜阱28接觸插塞50基底52鰭狀結構54淺溝槽隔離56第一柵極電極58第一源極60漏極62第一柵極介電層80基底82鰭狀結構84柵極介電層86虛置柵極88源極/漏極區90源極/漏極區92介電層94柵極氧化層96金屬柵極100橫向擴散晶體管110低壓晶體管125介電層128接觸插塞156第二柵極電極158第二源極162第二柵極介電層200橫向擴散晶體管200a橫向擴散晶體管200b橫向擴散晶體管300橫向擴散晶體管400低壓晶體管1122柵極介電層具體實施方式圖1為依據本專利技術的第一優選實施例所繪示的低壓晶體管和橫向擴散晶體管高壓晶體管的立體示意圖，圖2為圖1中的橫向擴散晶體管沿AA’切線方向的側視示意圖，圖3為在圖2中的橫向擴散晶體管上形成接觸插塞的示意圖，圖4為圖1中的橫向擴散晶體管沿AA’切線方向的另一側視示意圖，其中具有相同功能的元件使用相同的元件標號。如圖1所示，一低壓晶體管110和橫向擴散晶體管100設置在一基底10上，請同時參閱圖1和圖2，橫向擴散晶體管100包含基底10，一鰭狀結構12接觸并凸出于基底10，鰭狀結構12從基底10延伸出來，并且二淺溝槽隔離14分別位于鰭狀結構12的兩側。一第一柵極電極16跨過鰭狀結構12，優選地第一柵極電極16的延伸方向X和鰭狀結構12的延伸方向Y垂直，一間隙壁可以選擇性地設置在第一柵極電極16的兩側，一第一源極18置設于鰭狀結構12中并且位于第一柵極電極16的一側，一漏極20設置于鰭狀結構12中并且位于第一柵極電極16的另一側，也就是說第一源極18和漏極20分別位于第一柵極電極16的相對的兩側。值得注意的是：本專利技術的橫向擴散晶體管100位于鰭狀結構12上。此外，第一源極18和漏極20可以利用植入P型或N型摻質在鰭狀結構12中來形成，或者，第一源極18和漏極20可以為包含P型或N型摻質的外延層，外延層可以是硅鍺或是碳化硅等，一第一柵極介電層22位于鰭狀結構12和第一柵極電極16之間，并且第一柵極介電層22接觸鰭狀結構12和第一柵極電極16，優選地，第一柵極介電層22完全重疊第一柵極電極16，值得注意的是：第一柵極介電層22的厚度由第一源極18向漏極20的方向增厚，詳細來說第一源極18向漏極20的方向和鰭狀結構12的延伸方向Y平行，另外第一柵極介電層22的厚度變化具有一階梯輪廓，第一柵極介電層22的厚度包含一第一厚度t1和一第二厚度t2，第一厚度t1較第二厚度t2接近漏極20，第二厚度t2較第一厚度t1接近第一源極18，第一厚度t1大于第二厚度t2，前述的階梯輪廓由第一厚度t1和第二厚度t2組合而成。第一柵極介電層22可以整層都是使用相同材料構成，也就是說具有第一厚度t1的第一柵極介電層22和具有第二厚度t2的第一柵極介電層22的材料相同；第一柵極介電層22也可以依厚度不同，使用不同的材料構成，也就是說具有第一厚度t1的第一柵極介電層22和具有第二厚度t2的第一柵極介電層22的材料不同。第一柵極介電層22的材料可以包含單層或多層的絕緣材料層，例如氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮氧化硅、氮碳氧化硅或高介電常數材料等，具有第一厚度t1的第一柵極介電層33和具有第二厚度t2的第一柵極介電層22可以各自是單層或多層，舉例而言，若是第一柵極介電層22整層都是使用相同材料構成，具有第一厚度t1的第一柵極介電層22和具有第二厚度t2的第一柵極介電層22的材料可以都是氧化硅，或是可以都是雙層絕緣材料層，例如為氧化硅和氮化硅疊合而成；若是第一柵極介電層22依厚度不同，使用不同的材料構成，則具有第一厚度t1的第一柵極介電層22可以是氮化硅，具有第二厚度t2的第一柵極介電層22的材料可以是氧化硅，或者具有第一厚度t1的第一柵極介電層22可以是氧化硅和氮化硅疊合而成，具有第二厚度t2的第一柵極介電層22的材料只是氧化硅，在第一優選實施例中以具有第一厚度t1和具有第二厚度t2的第一柵極介電層22為單層的相同材料為例，優選地具有第一厚度t1和具有第二厚度t1的第一柵極介電層22為都為氧化硅，其它組合方式可依元件需求而變化在此不再贅述。第一柵極介電層22的第一厚度t1具有一第一寬度w1，第二厚度t2具有一第二寬度w2，第一寬度w1的延伸方向與第一源極18向漏極20的方向平行，也就是和鰭狀結構12的延伸方向Y平行，第一寬度w1加第二寬度w2等于第一柵極介電層22的寬度，通過調控第一寬本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種橫向擴散晶體管，包含：基底；鰭狀結構，接觸并凸出于該基底；第一柵極電極，跨過該鰭狀結構；第一源極，設置于該鰭狀結構中并且位于該第一柵極電極的一側；漏極，設置于該鰭狀結構中并且位于該第一柵極電極的另一側；以及第一柵極介電層，位于該鰭狀結構和該第一柵極電極之間，其中該第一柵極介電層的厚度由該第一源極向該漏極的方向增厚。

【技術特征摘要】
1.一種橫向擴散晶體管，包含：基底；鰭狀結構，接觸并凸出于該基底；第一柵極電極，跨過該鰭狀結構；第一源極，設置于該鰭狀結構中并且位于該第一柵極電極的一側；漏極，設置于該鰭狀結構中并且位于該第一柵極電極的另一側；以及第一柵極介電層，位于該鰭狀結構和該第一柵極電極之間，其中該第一柵極介電層的厚度由該第一源極向該漏極的方向增厚。2.如權利要求1所述的橫向擴散晶體管，其中該第一柵極介電層的厚度變化具有一階梯輪廓。3.如權利要求2所述的橫向擴散晶體管，其中該第一柵極介電層的厚度包含一第一厚度和一第二厚度，第一厚度大于第二厚度。4.如權利要求3所述的橫向擴散晶體管，其中該第一厚度具有一第一寬度，該第一寬度的延伸方向與該源極向該漏極的方向相同，并且可通過調控該第一寬度可調控該位于橫向擴散晶體管的操作參數。5.如權利要求3所述的橫向擴散晶體管，其中具有該第一厚度的該第一柵極介電層和具有該第二厚度的該第一柵極介電層為不同材料。6.如權利要求3所述的橫向擴散晶體管，其中具有該第一厚度的該第一柵極介電層和具有該第二厚度的該第一柵極介電層為相同材料。7.如權利要求3所述的橫向擴散晶體管，其中該第一柵極...

【專利技術屬性】
技術研發人員：翁文寅，吳奕廷，黃正同，林育名，王荏滺，
申請(專利權)人：聯華電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣,71