[发明专利]横向扩散金属氧化物半导体元件

说明书

本发明公开一种横向扩散金属氧化物半导体元件，其主要包含一第一鳍状结构设于一基底上，一第二鳍状结构设于该第一鳍状结构旁，一浅沟隔离设于该第一鳍状结构以及该第二鳍状结构之间，一第一栅极结构设于该第一鳍状结构上，一第二栅极结构设于该第二鳍状结构上以及一气孔设于该第一栅极结构以及该第二栅极结构之间。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件，尤其是涉及一种横向扩散金属氧化物半导体(lateral diffused metal oxide semiconductor,LDMOS)元件。

背景技术

横向扩散金属氧化物半导体元件(lateral diffused MOS,LDMOS)因具有较高的操作频宽与操作效率，以及易与其他集成电路整合的平面结构，现已广泛地应用于高电压操作环境中，如中央处理器电源供应(CPU power supply)、电源管理系统(powermanagement system)、直流/交流转换器(AC/DC converter)以及高功率或高频段的功率放大器等等。

另外随着元件尺寸持续地缩小，现有平面式(planar)场效晶体管元件的发展已面临制作工艺上的极限。为了克服制作工艺限制，以非平面(non-planar)的场效晶体管元件，例如鳍状场效晶体管(fin field effect transistor,Fin FET)元件来取代平面晶体管元件已成为目前的主流发展趋势。由于鳍状场效晶体管元件的立体结构可增加栅极与鳍状结构的接触面积，因此，可进一步增加栅极对于载流子沟道区域的控制，从而降低小尺寸元件面临的漏极引发能带降低(drain induced barrier lowering,DIBL)效应，并可以抑制短沟道效应(short channel effect,SCE)。再者，由于鳍状场效晶体管元件在同样的栅极长度下会具有更宽的沟道宽度，因而可获得加倍的漏极驱动电流。甚而，晶体管元件的临界电压(threshold voltage)也可通过调整栅极的功函数而加以调控。

然而随着元件尺寸持续缩小下现行横向扩散金属氧化物半导体元件与鳍状结构的整合上仍存在许多挑战，例如漏电流以及击穿电压的控制等等。因此，如何改良现有高压元件架构即为现今一重要课题。

发明内容

本发明一实施例披露一种横向扩散金属氧化物半导体元件，其主要包含一第一鳍状结构设于一基底上，一第二鳍状结构设于该第一鳍状结构旁，一浅沟隔离设于该第一鳍状结构以及该第二鳍状结构之间，一第一栅极结构设于该第一鳍状结构上，一第二栅极结构设于该第二鳍状结构上以及一气孔设于该第一栅极结构以及该第二栅极结构之间。

本发明另一实施例披露一种横向扩散金属氧化物半导体元件，其主要包含一第一鳍状结构设于一基底上，一第二鳍状结构设于该第一鳍状结构旁，一第三鳍状结构设于该第一鳍状结构与该第二鳍状结构之间，一第一浅沟隔离设于该第一鳍状结构与该第三鳍状结构之间，一第二浅沟隔离设于该第二鳍状结构与该第三鳍状结构之间，一第一栅极结构设于该第一鳍状结构上，一第二栅极结构设于该第二鳍状结构上，一第三栅极结构设于该第三鳍状结构上以及一第一气孔设于该第一栅极结构以及该第三栅极结构之间。

本发明又一实施例披露一种横向扩散金属氧化物半导体元件，其主要包含一第一鳍状结构设于基底上，一第二鳍状结构设于第一鳍状结构旁，一浅沟隔离设于第一鳍状结构与第二鳍状结构之间，一第一栅极结构设于第一鳍状结构上，一第二栅极结构设于第二鳍状结构上，一第三栅极结构设于浅沟隔离上以及一第一气孔设于第一栅极结构以及第三栅极结构之间。

附图说明

图1至图4为本发明一实施例制作一横向扩散金属氧化物半导体元件的方法示意图；

图5为本发明一实施例的一横向扩散金属氧化物半导体元件的上视图；

图6为本发明一实施例的一横向扩散金属氧化物半导体元件的上视图；

图7为图6中沿着切线BB’制作横向扩散金属氧化物半导体元件的剖面示意图；