專利名稱：可改善組件特性的高壓組件的制造方法
技術領域：
本發明是關于一種半導體組件的制造方法，特別是關于一種可改善組件特性并增進組件功效的高壓組件(High Voltage Device)制造方法。
背景技術：
高壓組件是應用在電子產品中需要以高電壓操作的部份，通常在一般集成電路的架構中，有些產品在輸入/輸出(I/O)區域中的控制組件會比在核心組件區域中的控制組件所需的電壓更大，且此輸入/輸出區域必須具有能耐更高電壓的組件，以防止組件在高壓下的正常操作不會發生電壓崩潰(Breakdown)等現象；所以高壓組件的結構與一般組件并不相同。
習知的半導體組件如具有高壓金氧半導體組件的結構時，其結構請參閱圖1所示，此高壓金氧半導體組件的制造流程為先在一P型半導體基底10中形成一N型阱(N-Well)，亦同時形成高壓組件中的N型漂移(N-drift)區域12；接著在半導體基底10上依序形成有場氧化層(FieldOxide)14及包含柵極氧化層(Gate Oxide)162與多晶硅層164的柵極結構16；最后再利用離子植入技術在半導體基底10中形成N+型離子摻雜區域，以作為源極18與漏極20。
此種習知制造方法，其漂移區域12沿著信道表面處且靠近圖中A點的區域，其電力線分布密度較高，即此處的電場(Electric Field)較高，電位較為擁擠(Potential Crowding)，使得漂移區域12所形成的空乏區(Depletion Region)不足以抵抗高電壓的不足以抵抗高電壓的電力線分布，進而容易使組件提早發生電壓崩潰。而為了提高崩潰電壓，習知的解決方式采用降低漂移區域12的摻雜濃度，進而增加空乏區的寬度，以達到提高崩潰電壓的目的；但漂移區域12濃度的降低，將提高信道(Channel)在此區域的電阻，其On-resistance將提高，導致晶體管組件電流驅動(Current Driving)能力也相對降低。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其系利用改善的漂移區域結構來提高崩潰電壓，并可增加高壓組件的驅動電流。
本發明的另一目的是提供一種可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其系利用漂移區域的較低濃度與漂移區域位于信道且接近漏極的區域濃度呈梯度分布，來改善現有技術發生提早崩潰及電流驅動能力降低的缺點。
為達到上述的目的，本發明先提供一半導體基底，其中形成有漂移區域；在半導體基底上依序形成一薄氧化層、一氮化硅層及一圖案化光阻層，并以此圖案化光阻層為掩膜，蝕刻該氮化硅層，而后去除圖案化光阻層；再在半導體基底上形成一磷玻璃層，并使其內的磷離子高溫驅入至其下方基底中而形成一磷離子摻雜區；蝕刻去除該磷玻璃層、氮化硅層及薄氧化層；最后在半導體基底上依序形成場氧化層、柵極結構及作為源極與漏極的重離子摻雜區域。
更優的是，漂移區域為N型淡摻雜阱區。更優選的是，所述的N型淡摻雜阱區是利用100KeV至180KeV的能量，將磷離子等N型摻質植入于該半導體基底中并經熱制程使摻雜驅入而形成；或者，所述的N型淡摻雜阱區的離子摻雜劑量介于1*1012/每立方公分至5*1013/每立方公分之間。
更優的是，本發明所述的圖案化光阻層顯影成一開口大小成梯狀的圖形。
更優的是，本發明所述的磷玻璃層是在通入氮氣、氧氣及氧氯化磷的混合氣體的高溫環境下，利用化學氣相沉積法而形成。
更優的是，本發明在蝕刻該氮化硅層的步驟中是利用干蝕刻技術完成的。
更優的是，本發明在該磷離子高溫驅入的步驟中，其溫度介于800至1000℃之間。
更優的是，本發明去除該磷玻璃層、該氮化硅層及該薄氧化層是利用濕蝕刻方式完成的。
更優的是，本發明所述的柵極結構包括一柵極氧化層及一多晶硅層。
本發明的優點是利用漂移區域的較低濃度與漂移區域位于信道且接近漏極的區域濃度呈梯度分布，提高了崩潰電壓，并可增加高壓組件的驅動電流，從而改善現有技術發生提早崩潰及電流驅動能力降低的缺點。


圖1為習知的高壓金屬半導體組件的結構剖視圖。
圖2(a)至圖2(f)為本發明在制作高壓組件的各步驟構造剖視圖。
具體實施例方式
為了使本發明的上述目的、技術內容、和特點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明。
本發明是在場氧化層下方的漂移區域中形成一濃度更輕微的摻雜，且在接近場氧化層下方通道的濃度呈梯度分布，使緊鄰漏極區域的濃度最高，然后其濃度呈梯度分布，在接近半導體基底的區域的濃度最低，此區域的濃度與漂移區域相當，以利用此改善的漂移區域結構來同時提高崩潰電壓與驅動電流。
請參照圖2(a)至圖2(f)所示，圖2(a)至圖2(f)為本發明的一較佳實施例在制作高壓組件的各步驟構造剖視圖，如圖所示，本發明的制作方法系包括有下列步驟先提供一P型半導體基底30，請參閱圖2(a)所示，在半導體基底30內系利用離子植入法形成有一N型淡摻雜阱區，此即作為高壓組件的N-型漂移區域32，其系利用約為100KeV至180KeV左右的能量，將磷離子等N型摻質植入于該半導體基底30中，并經熱制程使磷離子摻雜驅入于半導體基底30中而形成摻雜劑量介于1*1012/每立方公分至5*1013/每立方公分的間的漂移區域32。
再同時如圖2(a)所示，利用化學氣相沉積技術，在該半導體基底30表面依序沉積一薄氧化層(Thin Oxide Layer)34及一氮化硅層36。接著，如圖2(b)圖所示，在半導體基底30上再形成一圖案化光阻層38，使其覆蓋于氮化硅層36表面，此圖案化光阻層38顯影成一開口大小成梯狀的圖形。
以該圖案化38光阻層為掩膜，利用干蝕刻技術，蝕刻該氮化硅層36，完成后即可去除該圖案化光阻層38，此時氮化硅層36的結構如圖2(c)所示。
接續進行磷玻璃(Phosphorus Glass)沉積步驟，在溫度約在975℃下且在通入氮氣、氧氣及氧氯化磷(POCl3)的混合氣體的環境中，利用化學氣相沉積法在半導體基底30上形成一磷玻璃層40，如圖2(d)所示，此磷玻璃層40系覆蓋在氮化硅層36表面并填滿；緊接著利用800至1000℃之間的適度高溫，較佳的約為975℃，進行高溫驅入(drive in)步驟，使該磷玻璃層40中的磷離子擴散至其下方半導體基底30的漂移區域32中而形成一濃度呈梯度分布的磷離子摻雜區42。
完成磷離子摻雜區42之后，即可利用濕蝕刻方式，蝕刻去除上述的磷玻璃層40、氮化硅層36及薄氧化層34。然后再重新成長一薄氧化層與一氮化硅層，再經過微影蝕刻等制程，而形成如圖2(e)所示的場氧化層44。
最后，在半導體基底30表面先成長一柵極氧化層462，在其上沉積形成一多晶硅層464，再利用一圖案化光阻，蝕刻定義該多晶硅層464與柵極氧化層462，以形成一具有多晶硅層464及其下方的柵氧化層462的柵極結構46，請參閱圖2(f)所示，并在柵極結構46二側的該半導體基底30內進行離子植入步驟，以形成二N+型重離子摻雜區域，其系分別作為源極48及漏極50之用。
請參閱圖2(f)圖所示，由于本發明制作出來的高壓組件，其在場氧化層44下方的漂移區域32的濃度可具有較一般更輕微的摻雜，但在接近場氧化層44下方的信道區域的濃度則呈現梯度分布。在此濃度呈梯度分布的磷離子摻雜區42中，接近緊鄰漏極50的區域的濃度最高，此區域的濃度與漏極50相當，然后在此磷離子摻雜區42中的濃度呈梯度分布，在接近圖中所示A點區域的濃度則為最低，此區域的濃度與漂移區域32相當。此時，因漂移區域32的濃度相對較低，故可達到提高崩潰電壓的目的；另一方面，由于漂移區域32位于信道接近漏極50區域的濃度相對較高且接近漏極50的摻雜濃度，其驅動電流將因此而明顯提升。
因此，本發明利用漂移區域的較低濃度與漂移區域位于信道且接近漏極的區域濃度呈梯度分布，來提高崩潰電壓，并可增加高壓組件的驅動電流，以改善先前技術發生提早崩潰及電流驅動能力降低的缺點。
以上該較佳實施例僅是為說明本發明的技術思想及特點，其目的在于使本領域的普通技術人員能夠了解本發明的內容并據以實施，但不能以此來限定本發明的專利范圍，即大凡依本發明所揭示的技術特征所作的等同變化或修飾，仍應涵蓋在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其系包括下列步驟提供一半導體基底，其中已形成有漂移區域；在該半導體基底上形成一薄氧化層及一氮化硅層，并形成一圖案化光阻層于該氮化硅層表面；以該圖案化光阻層為掩膜，蝕刻該氮化硅層，而后去除該圖案化光阻層；在該半導體基底上形成一磷玻璃層，并進行高溫驅入使該磷玻璃層中的磷離子擴散至其下方該基底中而形成一磷離子摻雜區；去除該磷玻璃層、該氮化硅層及該薄氧化層；在該半導體基底上依序形成場氧化層與柵極結構；及在該半導體基底中形成重離子摻雜區域，以作為源極與漏極。
2.如權利要求1所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，該漂移區域為N型淡摻雜阱區。
3.如權利要求2所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，該N型淡摻雜阱區是利用100KeV至180KeV的能量，將N型摻質植入于該半導體基底中并經熱制程使摻雜驅入而形成。
4.如權利要求2所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，該N型淡摻雜阱區的離子摻雜劑量介于1*1012/每立方公分至5*1013/每立方公分之間。
5.如權利要求1所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，該圖案化光阻層系顯影成一開口大小成梯狀的圖形。
6.如權利要求1所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，該磷玻璃層是在通入氮氣、氧氣及氧氯化磷的混合氣體的高溫環境下，利用化學氣相沉積法而形成。
7.如權利要求1所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，在蝕刻該氮化硅層的步驟中是利用干蝕刻技術完成的。
8.如權利要求1所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，在該磷離子高溫驅入的步驟中，其溫度介于800至1000℃之間。
9.如權利要求1所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，去除該磷玻璃層、該氮化硅層及該薄氧化層是利用濕蝕刻方式完成的。
10.如權利要求1所述的可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其特征在于，該柵極結構系包括一柵極氧化層及一多晶硅層。
全文摘要
本發明揭露一種可改善組件特性的高壓組件的制造方法，其系在一已形成有漂移區域的半導體基底上形成一薄氧化層、一氮化硅層及一圖案化光阻層，并以此圖案化光阻層為掩膜，蝕刻氮化硅層后去除該圖案化光阻層；接著在半導體基底上形成一磷玻璃層，并將磷離子高溫驅入其下方基底中而形成一磷離子摻雜區，完成后即可去除磷玻璃層、氮化硅層及薄氧化層；然后在半導體基底上依序形成場氧化層、柵極結構與源極/偶極等組件。本發明利用具有梯度分布磷離子摻雜區的漂移區域結構來提高崩潰電壓，并增高組件的驅動電流。
文檔編號H01L21/02GK1549315SQ0312882
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月23日 優先權日2003年5月23日
發明者高榮正 申請人:上海宏力半導體制造有限公司