[发明专利]横向双扩散金属氧化物半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于集成电路装置，且特别是关于一种横向双扩散金属氧化物半导体装置(Lateral double diffused metal oxide semiconductor device)及其制造方法。

背景技术

近年来，由于行动通信装置、个人通信装置等通信装置的快速发展，包括如手机、基地台等无线通信产品已都呈现大幅度的成长。于无线通信产品当中，常采用横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)装置的高电压元件以作为射频(900MHz-2.4GHz)电路相关的元件。

横向双扩散金属氧化物半导体装置不仅具有高操作频宽，同时由于可以承受较高崩溃电压而具有高输出功率，因而适用于作为无线通信产品的功率放大器的使用。另外，由于横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS)装置可利用传统互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺技术所形成，故其制作技术方面较为成熟且可采用成本较为便宜的硅基板所制成。

请参照图1，显示了可应用于射频电路元件中的一种传统N型横向双扩散金属氧化物半导体(N type LDMOS)装置的一剖面示意图。如图1所示，N型横向双扩散金属氧化物半导体装置主要包括一P+型半导体基板100、形成于P+型半导体基板100上的一P-型外延半导体层102、以及形成于P-型外延半导体层102的一部上的一栅极结构G。于栅极结构G的下方及其左侧下方的P-型外延半导体层102的一部内则设置有一P-型掺杂区104，而于栅极结构G的右侧下方邻近于P-型掺杂区104的P-外延半导体层102的一部内则设置有一N-型漂移区(drift region)106。于P型掺杂区104的一部内设置有一P+型掺杂区130与一N+型掺杂区110，而P+型掺杂区130部分接触了N+型掺杂区110的一部，以分别作为此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的一接触区(P+型掺杂区130)与一源极(N+型掺杂区110)之用，而于邻近N-型漂移区106右侧的P-外延半导体层102的一部内则设置有另一N+型掺杂区108，以作为此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的一漏极之用。此外，于栅极结构G之上形成有一绝缘层112，其覆盖了栅极结构G的侧壁与顶面，以及部分覆盖了邻近栅极结构G的N+型掺杂区108与110。再者，N型横向双扩散金属氧化物半导体装置更设置有一P+型掺杂区120，其大体位于N+型掺杂区110与其下方P-型掺杂区104的一部下方的P-型外延半导体层102之内，此P+型掺杂区120则实体地连接了P-型掺杂区104与P+半导体基板100。

基于P+型掺杂区120的形成，于如图1所示的N型横向双扩散金属氧化物半导体装置操作时可使得一电流(未显示)自其漏极端(N+掺杂区108)横向地流经栅极结构G下方的通道(未显示)并朝向源极端(N+掺杂区110)流动，并接着经由P-型掺杂区104与P+掺杂区120的导引而抵达P+型半导体基板100处，如此可避免造成相邻电路元件之间的电感耦合(inductor coupling)及串音(cross talk)等不期望问题的发生。然而，此P+掺杂区120的形成需要高浓度、高剂量的离子注入(未显示)的实施以及如高于900℃的一较高温度的热扩散工艺的处理，且栅极结构G与N+掺杂区110的左侧之间须保持一既定距离D1，以确保N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的表现。如此，上述P+型掺杂区120的制作及栅极结构G与N+掺杂区110之间所保持的既定距离D1将相对地增加了此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的导通电阻(Ron)以及此N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的元件尺寸，进而不利于N型横向双扩散金属氧化物半导体装置的制造成本与元件尺寸的更为减少。

发明内容

有鉴于此，便需要较为改善的一种横向双扩散金属氧化物半导体装置及其制造方法，以产少横向双扩散金属氧化物半导体装置的制造成本与元件尺寸。