[发明专利]横向扩散金属氧化物半导体元件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种横向扩散金属氧化物半导体(lateral-diffusion metal-oxide-semiconductor，LDMOS)元件的制作方法，尤指一种稳定通道长度的横向扩散金属氧化物半导体元件的制作方法。

背景技术

金属氧化物半导体元件是一种常被应用于集成电路(integrated circuits)中的电子元件。金属氧化物半导体元件是由栅极(gate)、源极(source)以及漏极(drain)等不同电极所构成的半导体元件，其主要是利用于金属氧化物半导体元件的栅极通入栅极电压以于源极与漏极间感应出电荷而形成通道(channel)，使源极与漏极得以导通，因此可作为一种数字式(digitalized)固态开关，以搭配其他元件应用在各种逻辑与存储器的集成电路产品上。

已知横向扩散金属氧化物半导体元件包含P型基体掺杂区以及栅极结构，且其通道由与栅极结构部分重叠的P型基体掺杂区所构成，因此通道的长度取决于与栅极结构部分重叠的P型基体掺杂区的长度。然而，在已知横向扩散金属氧化物半导体元件的制作方法中，当使用定义P型掺杂区的光掩模进行光刻工艺时，P型掺杂区的光掩模图案与前层定义有源元件区的光掩模图案对准，并且，当使用形成栅极结构的光掩模进行光刻工艺时，栅极结构的光掩模图案亦与前层有源元件区的光掩模图案对准，这使得P型掺杂区的光掩模图案与栅极结构的光掩模图案的位置为间接对准的关系，因此两者的相对位置容易产生误差，造成P型掺杂区与栅极结构的相对位置产生错位(misalignment)的情况，进而影响通道长度的大小。而随着集成电路的缩小化，通道长度的大小变化对于元件操作的影响更为显著。因此，如何制作出具有稳定通道长度的横向扩散金属氧化物半导体元件实为重要课题。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种横向扩散金属氧化物半导体元件的制作方法，以制作出具有稳定通道长度的横向扩散金属氧化物半导体元件。

为达上述的目的，本发明提供一种横向扩散金属氧化物半导体元件的制作方法。首先，提供基板，基板中具有井区，且基板具有第一导电类型，而井区具有第二导电类型。然后，在井区中形成基体掺杂区，以及在基体掺杂区中形成通道定义掺杂区。基体掺杂区具有第一导电类型，且通道定义掺杂区具有第二导电类型，而位于通道定义掺杂区与井区间且未被通道定义掺杂区覆盖的基体掺杂区构成横向扩散金属氧化物半导体元件的通道。之后，在通道上形成栅极结构。

综上所述，本发明在形成栅极结构之前，即先形成通道定义掺杂区、基体掺杂区以及第一井区并且分别实施相对应的高温驱入工艺以固定其大小，进而形成稳定的通道长度，然后再形成栅极结构，而且通道定义掺杂区与基体掺杂区利用同一掩模图案定义，使得本发明在栅极结构完全覆盖通道的条件下即便栅极结构形成于基板上的位置具有误差，设置于栅极结构下方的通道的长度亦不会被影响。

附图说明

图1为本发明第一实施例的横向扩散金属氧化物半导体元件的制作方法流程示意图。

图2至图9为本发明第一实施例的横向扩散金属氧化物半导体元件的制作方法示意图。

图10为第一实施例步骤S20形成基体掺杂区与通道定义掺杂区的实施态样的步骤流程示意图。

图11为第一实施例步骤S20形成基体掺杂区与通道定义掺杂区的另一实施态样的步骤流程示意图。

图12为本发明第二实施例的横向扩散半导体元件的制作方法流程示意图。

图13为本发明第二实施例的横向扩散半导体元件的制作方法示意图。

图14为本发明第三实施例的横向扩散半导体元件的制作方法流程示意图。

附图标记说明

10：基板                12：第一井区

14：第二井区            16：掩模图案

18：图案化光致抗蚀剂层  20：第一离子注入工艺

22：第一离子区          24：基体掺杂区

26：第二离子注入工艺    28：第二离子区

30：通道定义掺杂区      32：通道

34：第一隔离结构        36：梯度区

38：栅极结构            40：栅极

42：栅极绝缘层          44：间隙壁

46：轻掺杂区            48：第一重掺杂区

49：第三重掺杂区        50：第二重掺杂区