[发明专利]高电压薄膜晶体管及其制造方法

说明书

指明一种高电压薄膜晶体管，包含在一栅极电极层(31)中的一栅极电极(G11，G21)，在与该栅极电极层平行的一沟道层(34)中的一半导体沟道(C11，C12)，该半导体沟道藉由一栅极介电层(32)而与该栅极电极电气绝缘。该晶体管还包含一主导主电极及一从属主电极(M11，M12)。主电极各具有在一主电极层(36)中的一外部部分(M11e，M12e)及一内部部分(M11e，M12e)，该内部部分突出通过在该主电极层与该沟道层之间的一另一介电层(35)，以分别在一主导主电极接触区域(M11c)及一从属主电极接触区域(M12c)中电气接触该半导体沟道。一第一距离(D1)界定在该主导主电极接触区域面向该从属主电极接触区域的一侧与该主导主电极的该外部部分面向该从属主电极的该外部部分的一侧之间。一第二距离(D2)界定在该从属主电极接触区域面向该主导主电极接触区域的一侧与该从属主电极的该外部部分面向该主导主电极的该外部部分的一侧之间，其中该第一距离至少是该第二距离的两倍大。

技术领域

背景技术

各种应用需要高电压致动，例如在100～400Vpp的范围内。其实例是诸如使用释放的聚合物致动器膜的显示器及成像器的应用。此范围内的电压远远超出标准薄膜晶体管技术所提供的工作范围。使用厚栅极电介质将容许如此高的工作电压，但是出于性能及成本原因，通常会避免厚介电层。而且，这种层很容易破裂，特别是在机械应变时。

Chow等人在“与MEMS转换器整合的高电压薄膜晶体管”一文中，揭露了一种用于高电压薄膜晶体管(HVTFT)的技术及其与要在其中可控制地致动的MEMS的整合，'05：第13届固态传感器、致动器及微系统国际研讨会；技术论文的文摘；2005年6月5～9日；首尔；韩国。Piscataway NJ:IEEE；2005；2:1318～1321。在其中提出的技术中，薄膜晶体管在漏极接点附近设置有偏移区域。此偏移区域使漏极电极上的高击穿电压能够实现，同时栅极及源极电极的电压可以保持低。

这种已知的HVTFT的缺点是漏极偏移增加了总装置电阻。这会对HVTFT可以提供给致动器的装置电流造成不可接受的限制。另一个缺点是，这种增加的装置电阻必然会承受增加的功耗及增加的热量产生。

应注意，美国专利号US6310378揭露了一种具有改善的导通状态特性的高电压薄膜晶体管及其制造方法。美国专利号US'378的图1描绘了SOI LDMOS装置，其包含基底10、氧化层20、磊晶膜层30、源极电极60、栅极电极70及漏极电极80。薄膜层30的横向顺序从左到右随后包含源极区31、本体区32、薄漂移区35及漏极区36。薄漂移区35延伸长度L，在薄膜层30上方所形成者为栅极氧化层41及漂移区绝缘层42。在栅极氧化层41及漂移区绝缘层42上方所制造者为多晶硅栅极50。为了实现高击穿电压能力，漂移区35被薄化到小于1微米，且一线性掺杂分布被引入该漂移区。掺杂分布从靠近本体区32的区域33中的最小值变化到邻近漏极区34的漂移区中的最大值。图1的装置中的线性掺杂分布的肇始与产生薄漂移区35的SOI层30的薄化一致，两者都从参考线5所指出的原点开始。

还应注意，US2007114608揭露了一种横向薄膜硅绝缘体(SOI)装置，一场板提供以实质上在一横向漂移区上方延伸，以保护装置免受封装及表面电荷效应的影响。特别地，该场板包含多个金属区域的层，这些金属区域藉由间隔彼此横向隔离，以假定由硅漂移区域中的体积掺杂梯度所建立的横向电场分布。该场板连接到源极区或者是源极区的延伸。

还要注意的是，US6912082揭露了使用高电压薄膜晶体管的用于MEMS装置的整合驱动器电子装置。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种高电压薄膜晶体管，其中至少减轻了这些缺点。

根据这个目标，高电压薄膜晶体管包含：

一栅极电极，其在一栅极电极层中，