TWI511296B - 橫向雙擴散金氧半導體裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

橫向雙擴散金氧半導體裝置及其製造方法

本發明係關於積體電路裝置，且特別是關於一種橫向雙擴散金氧半導體裝置(Lateral double diffused metal oxide semiconductor device)及其製造方法。

近年來，由於行動通訊裝置、個人通訊裝置等通訊裝置的快速發展，包括如手機、基地台等無線通訊產品已都呈現大幅度的成長。於無線通訊產品當中，常採用橫向雙擴散金氧半導體(LDMOS)裝置之高電壓元件以作為射頻(900MHz-2.4GHz)電路相關之元件。

橫向雙擴散金氧半導體裝置不僅具有高操作頻寬，同時由於可以承受較高崩潰電壓而具有高輸出功率，因而適用於作為無線通訊產品之功率放大器的使用。另外，由於橫向雙擴散金氧半導體(LDMOS)裝置可利用傳統互補型金氧半導體(CMOS)製程技術所形成，故其製作技術方面較為成熟且可採用成本較為便宜之矽基板所製成。

請參照第1圖，顯示了可應用於射頻電路元件中之一種傳統N型橫向雙擴散金氧半導體(N type LDMOS)裝置之一剖面示意圖。如第1圖所示，N型橫向雙擴散金氧半導體裝置主 要包括一P+型半導體基板100、形成於P+型半導體基板100上之一P-型磊晶半導體層102、以及形成於P-型磊晶半導體層102之一部上之一閘極結構G。於閘極結構G之下方及其左側下方之P-型磊晶半導體層102之一部內則設置有一P-型摻雜區104，而於閘極結構G之右側下方鄰近於P-型摻雜區104之P-磊晶半導體層102之一部內則設置有一N-型漂移區(drift region)106。於P-型摻雜區104之一部內設置有一P+型摻雜區130與一N+型摻雜區110，而P+型摻雜區130部份接觸了N+型摻雜區110之一部，以分別作為此N型橫向雙擴散金氧半導體裝置之一接觸區(P+型摻雜區130)與一源極(N+型摻雜區110)之用，而於鄰近N-型漂移區106右側之P-磊晶半導體層102之一部內則設置有另一N+型摻雜區108，以作為此N型橫向雙擴散金氧半導體裝置之一汲極之用。此外，於閘極結構G之上形成有一絕緣層112，其覆蓋了閘極結構G之側壁與頂面，以及部份覆蓋了鄰近閘極結構G之N+型摻雜區108與110。再者，N型橫向雙擴散金氧半導體裝置更設置有一P+型摻雜區120，其大體位於N+型摻雜區110與其下方P-型摻雜區104之一部下方的P-型磊晶半導體層102之內，此P+型摻雜區120則實體地連結了P-型摻雜區104與P+半導體基板100。

基於P+型摻雜區120的形成，於如第1圖所示之N型橫向雙擴散金氧半導體裝置操作時可使得一電流(未顯示)自其汲極端(N+摻雜區108)橫向地流經閘極結構G下方之通道(未顯示)並朝向源極端(N+摻雜區110)流動，並接著經由P-型摻雜區104與P+摻雜區120的導引而抵達P+型半導體基板100處，如此 可避免造成相鄰電路元件之間的電感耦合(inductor coupling)及串音(cross talk)等不期望問題的發生。然而，此P+摻雜區120的形成需要高濃度、高劑量的離子佈值(未顯示)的實施以及如高於900℃之一較高溫度的熱擴散製程的處理，且閘極結構G與N+摻雜區110之左側之間須保持一既定距離D1，以確保N型橫向雙擴散金氧半導體裝置的表現。如此，上述P+型摻雜區120的製作及閘極結構G與N+摻雜區110之間所保持之既定距離D1將相對地增加了此N型橫向雙擴散金氧半導體裝置之導通電阻(Ron)以及此N型橫向雙擴散金氧半導體裝置之元件尺寸，進而不利於N型橫向雙擴散金氧半導體裝置的製造成本與元件尺寸的更為減少。

有鑑於此，便需要較為改善之一種橫向雙擴散金氧半導體裝置及其製造方法，以產少橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造成本與元件尺寸。

依據一實施例，本發明提供了一種橫向雙擴散金氧半導體裝置，包括：一半導體基板，具有一第一導電類型；一磊晶半導體層，形成於該半導體基板上，具有該第一導電類型；一閘極結構，設置於該磊晶半導體層之一部上；一第一摻雜區，設置於鄰近該閘極結構之一第一側之該磊晶半導體層之一部內，具有該第一導電類型；一第二摻雜區，設置於相對該閘極結構之該第一側之一第二側之該磊晶半導體層之一部內，具有相反於該第一導電類型之一第二導電類型；一第三摻雜區，設置於該第一摻雜區之一部內，具有該第二導電類型； 一第四摻雜區，設置於該第二摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；一溝槽，形成於該第三摻雜區、該第一摻雜區與該第一摻雜區下方之該磊晶半導體層之一部中；一導電接觸物，位於該溝槽內；以及一第五摻雜區，設置於該第一摻雜區下方之該磊晶半導體層之一部內，具有該第一導電類型，該第五摻雜區實體接觸該半導體基板並環繞該導電接觸物之部份側壁與底面。

依據另一實施例，本發明提供了一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，包括：提供一半導體基板，具有一第一導電類型；形成一磊晶半導體層於該半導體基板上，具有該第一導電類型；形成一閘極結構於該磊晶半導體層之一部上；形成一第一摻雜區於鄰近該閘極結構之一第一側之該磊晶半導體層之一部內，具有該第一導電類型；形成一第二摻雜區於相對該閘極結構之該第一側之一第二側之該磊晶半導體層之一部內，具有相反於該第一導電類型之一第二導電類型；形成一第三摻雜區於該第一摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；形成一第四摻雜區於該第二摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；形成一絕緣層於該第二摻雜區與該閘極結構之上以及於該第三摻雜區之一部之上；形成一溝槽於鄰近該絕緣層之該第三摻雜區、該第一摻雜區下方之該磊晶半導體層內之一部中；施行一離子佈植程序，佈值該第一導電類型之摻質於為該溝槽所露出之該磊晶半導體層內，以形成一第五摻雜區，其中該第五摻雜區實體接觸了該半導體基板；以及形成一導電接觸物於該溝槽內，其中該導電接觸層實體接觸該第五摻雜區。

依據又一實施例，本發明提供了一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，包括：提供一半導體基板，具有一第一導電類型；形成一第一磊晶半導體層於該半導體基板上，具有該第一導電類型；形成一第一溝槽於該第一磊晶半導體層之一部中；施行一離子佈植程序，佈值該第一導電類型之摻質於為該第一溝槽所露出之該第一磊晶半導體層內，以形成一第一摻雜區，其中該第一摻雜區實體接觸了該半導體基板；形成一第二磊晶半導體層於該第一溝槽內；形成一閘極結構於該磊晶半導體層之一部上，鄰近該第二磊晶半導體層；形成一第二摻雜區於鄰近該閘極結構之一第一側之該第一磊晶半導體層之一部內並環繞該第二磊晶半導體層，具有該第一導電類型；形成一第三摻雜區於相對該閘極結構之該第一側之一第二側之該第一磊晶半導體層之一部內，具有相反於該第一導電類型之一第二導電類型；形成一第四摻雜區於該第二摻雜區之一部內，具有該第二導電類型並環繞該第二磊晶半導體層；形成一第五摻雜區於該第三摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；形成一絕緣層於該第四摻雜區與該閘極結構之上以及於該第五摻雜區之一部之上；部分去除該第二磊晶半導體層以形成一第二溝槽，該第二溝槽部分露出該第二摻雜區與該第四摻雜區之一部；以及形成一導電接觸物於該第二溝槽內，其中該導電接觸物實體接觸該第二磊晶半導體層。

為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附的圖式，作詳細說明如下。

100‧‧‧半導體基板

102‧‧‧P-型磊晶半導體層

104‧‧‧P-型摻雜區

106‧‧‧N-型漂移區

108‧‧‧N+型摻雜區

110‧‧‧N+型摻雜區

112‧‧‧絕緣層

120‧‧‧P+型摻雜區

200‧‧‧半導體基板

202‧‧‧磊晶半導體層

204‧‧‧閘介電層

206‧‧‧閘電極層

208‧‧‧摻雜區

210‧‧‧摻雜區

212‧‧‧摻雜區

214‧‧‧摻雜區

216‧‧‧絕緣層

218‧‧‧開口

220‧‧‧溝槽

222‧‧‧離子佈植程序

224‧‧‧摻雜區

226‧‧‧導電層

228‧‧‧導電層

230‧‧‧層間介電層

236‧‧‧溝槽

238‧‧‧導電層

240‧‧‧導電層

300‧‧‧半導體基板

301‧‧‧磊晶半導體層

302‧‧‧罩幕層

303‧‧‧開口

304‧‧‧溝槽

306‧‧‧離子佈植程序

308‧‧‧摻雜區

310‧‧‧磊晶半導體層

312‧‧‧閘介電層

314‧‧‧閘電極層

316‧‧‧摻雜區

318‧‧‧摻雜區

320‧‧‧摻雜區

322‧‧‧摻雜區

324‧‧‧絕緣層

325‧‧‧開口

326‧‧‧溝槽

328‧‧‧導電層

330‧‧‧導電層

332‧‧‧層間介電層

336‧‧‧溝槽

338‧‧‧導電層

340‧‧‧導電層

G‧‧‧閘極結構

H1、H2、H3‧‧‧深度

D1‧‧‧距離

D2‧‧‧距離

D3‧‧‧距離

第1圖為一剖面示意圖，顯示了習知之一種橫向雙擴散金氧半導體裝置。

第2-6圖為一系列剖面示意圖，顯示了為依據本發明之一實施例之一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法。

第7-11圖為一系列剖面示意圖，顯示了為依據本發明之另一實施例之一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法。

請參照第2-6圖之剖面示意圖，顯示了為依據本發明之一實施例之適用於射頻電路元件之一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法。

請參照第2圖，首先提供如矽基板之一半導體基板200。於一實施例中，半導體基板200具有如P型導電類型之一第一導電類型以及介於0.001歐姆-公分(Ω-cm)-0.005歐姆-公分(Ω-cm)之電阻率(resistivity)。接著，形成一磊晶半導體層202，例如為一磊晶矽層。磊晶半導體層202可於其形成時臨場地摻雜有如P型導電特性之第一導電類型摻質，且可具有介於0.5歐姆-公分(Ω-cm)-1歐姆-公分(Ω-cm)之摻質濃度。於一實施例中，磊晶半導體層202之電阻率係高於半導體基板200之電阻率。

請參照第3圖，接著於磊晶半導體層202之一部上形成經圖案化之一閘極結構G，此閘極結構G主要包括依序形成於磊晶半導體層202之一部上之一閘介電層204與一閘電極 層206。閘極結構G內之閘介電層204與閘電極層206可採用傳統閘極製程與相關材料所製成，故在此不再詳細描述其製作情形。接著採用數個適當遮罩(未顯示)以及數道離子佈植程序(未顯示)的施行，以分別於如閘極結構G之左側之一側的磊晶半導體層202形成一摻雜區208，以及於如閘極結構G之右側之一相對側的磊晶半導體層202之一部內形成另一摻雜區210。於一實施例中，摻雜區208具有如P型導電類型之第一導電類型以及介於1x10¹³ 原子/平方公分-5x10¹⁴ 原子/平方公分之摻質濃度，而摻雜區210則具有如相反於P型導電類型之N型導電類型之一第二導電類型以及介於5x10¹¹ 原子/平方公分-5x10¹³ 原子/平方公分之摻質濃度，且形成摻雜區208與210所使用之離子佈植程序可為斜角度之離子佈植程序。

接著採用另一適當佈植遮罩(未顯示)以及一離子佈植程序(未顯示)之使用，以分別於閘極結構G之相對側之此些摻雜區208與210之一部內分別形成一摻雜區212與一摻雜區214，並接著藉由一熱擴散製程(未顯示)的實施，進而得到如第3圖內所示之設置情形。於一實施例中，形成於摻雜區208之一部內之摻雜區212以及形成於摻雜區210之一部內之摻雜區214分別具有如N型導電類型之第二導電類型以及介於1x10¹⁵ 原子/平方公分-5x10¹⁵ 原子/平方公分之摻質濃度，且形成摻雜區212與214之離子佈植程序可為垂直於磊晶半導體層202表面之離子佈植。於一實施例中，摻雜區210係作為一漂移區(drift-region)之用，而摻雜區212與214則分別作為一源極/汲極區之用。

請參照第4圖，接著於磊晶半導層202上形成一絕緣層216，絕緣層216則順應地覆蓋了閘極結構G之數個側壁與頂面。接著使用一圖案化製程(未顯示)，以於絕緣層216之一部內形成了一開口218。如第4圖所示，開口218露出了摻雜區212之一部，而此時磊晶半導體層202之其餘部份及閘極結構G之表面則仍為絕緣層216所覆蓋。於一實施例中，絕緣層216可包括例如二氧化矽、氮化矽之絕緣材料，且可藉由例如化學氣相沉積法之方法所形成。

請參照第5圖，接著採用絕緣層216作為蝕刻罩幕，施行一蝕刻製程(未顯示)，以於為開口218所露出之磊晶半導體層202內形成了一溝槽220。如第5圖所示，溝槽220具有一深度H1，其主要穿透了摻雜區212、摻雜區208以及磊晶半導體層202之一部。接著，施行一離子佈植程序222，並採用絕緣層216作為佈植罩幕，以佈植如P型導電類型之第一導電類型摻質至為溝槽220所露出之磊晶半導體層202內，並接著藉由一熱擴散製程(未顯示)的實施而得到如第5圖內所示之設置於磊晶半導體層202之一部內與半導體基板200之一部內之摻雜區224。於一實施例中之摻雜區224具有如P型導電類型之第一導電類型以及介於1x10¹⁵ 原子/平方公分-5x10¹⁵ 原子/平方公分之摻質濃度。於一實施例中，摻雜區224內之摻質濃度係高於磊晶半導體層202內之摻質濃度。

請參照第6圖，接著依序沉積一導電層226與另一導電層228，其中導電層226順應地形成於絕緣層216之表面上以及為溝槽220所露出之半導體基板202之底面與側壁之上，而 導電層228則形成於導電層226之表面上並填滿了溝槽220。接著藉由適當之圖案化罩幕層(未顯示)以及圖案化製程(未顯示)的實施，以圖案化此些導電層226與228。

如第6圖所示，導電層226與228係形成於鄰近溝槽220之絕緣層216上且延伸於溝槽220之底面與側壁上，藉以覆蓋為溝槽220所露出之磊晶半導體層202、摻雜區208與212之表面，且導電層226與228亦覆蓋於閘極結構G上以及鄰近閘極結構G之摻雜區210之一部上，但導電層226與228並未覆蓋摻雜區214。形成於溝槽220內之導電層226與導電層228之部分可作為一導電接觸物之用。在此，摻雜區224部分環繞了位於溝槽220內之導電層226與導電層228的底面與數個側壁。

於一實施例中，導電層226包括如鈦-氮化鈦合金(Ti-TiN)之導電材料，而導電層228則包括如鎢之導電材料。接著坦覆地沈積如二氧化矽、旋塗玻璃(SOG)之介電材料於導電層228之上，並使得此介電材料覆蓋了導電層228、絕緣層216及閘極結構G，進而形成了具有一大體平坦之表面之層間介電層230，以作為一層間介電層(ILD)之用。接著藉由包括微影與蝕刻製程之一圖案化製程(未顯示)的實施，於摻雜區214之一部之上的層間介電層230與絕緣層216之一部內形成一溝槽236，且溝槽236露出了摻雜區214之一部。接著依序沉積一導電層238與一導電層240，其中導電層238係順應地形成於層間介電層230之表面上以及為溝槽236所露出之側壁上，而導電層240則形成於導電層238之表面上並填滿了溝槽236，形成於溝槽236內之導電層238與導電層240之部分係作為一導電接觸物之 用。於一實施例中，導電層238包括如鈦-氮化鈦合金(Ti-TiN)之導電材料，而導電層240則包括如鎢之導電材料。如此，依據本發明一實施例之橫向雙擴散金氧半導體裝置便大體完成。

於一實施例中，藉由後續適當電性元件的形成已分別連結(未顯示)如第6圖所示之橫向雙擴散金氧半導體裝置中之閘極結構G以及摻雜區212與214，而其所包括之第一導電類型之多個區域係為P型區域，而第二導電類型之多個區域係為N型區域，因此所形成之橫向雙擴散金氧半導體裝置係為一N型橫向雙擴散金氧半導體裝置，而摻雜區212此時係作為一源極區，而摻雜區214此時係作為一汲極區之用。

於此實施例中，可使得一電流(未顯示)自其汲極端(摻雜區214)橫向地流經閘極結構G下方通道(未顯示)並朝向源極端(摻雜區212)流動之後，接著為摻雜區208、導電層226與228以及摻雜區224導引而抵達半導體基板200處，藉以避免造成鄰近電路元件之間的電感耦合(inductor coupling)及串音(cross talk)等不期望問題的發生。

於此實施例中，藉由形成於溝槽220內之導電層226與228以及埋設於磊晶半導體層202並接觸半導體基板200之掺雜區224的形成，便可免除採用高濃度、高劑量的離子佈值以形成如第1圖所示之P+摻雜區120，且亦可使得閘極結構G與溝槽220右側之摻雜區212之一部保持一既定距離D2，其係少於如第1圖所示之既定距離D1。

如此，相較於第1圖所示之N型橫向雙擴散金氧半導體裝置，如第6圖所示之橫向雙擴散金氧半導體裝置於作為N 型橫向雙擴散金氧半導體裝置之實施例中便有利於降低N型橫向雙擴散金氧半導體裝置的製造成本與元件尺寸，且掺雜區224及導電層226與228的形成亦有助於降低N型橫向雙擴散金氧半導體裝置之導通電阻(Ron)。

另外，於另一實施例中，如第6圖所示之橫向雙擴散金氧半導體裝置中所包括之第一導電類型之多個區域係為N型區域，而第二導電類型之多個區域係為P型區域，因此所形成之橫向雙擴散金氧半導體裝置係為一P型橫向雙擴散金氧半導體裝置。

請參照第7-11圖之剖面示意圖，顯示了為依據本發明之另一實施例之適用於射頻電路元件之一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法。

請參照第7圖，首先提供如矽基板之一半導體基板300。於一實施例中，半導體基板300具有如P型導電類型之一第一導電類型以及介於0.001歐姆-公分(Ω-cm)-0.005歐姆-公分(Ω-cm)之電阻率(resistivity)。接著形成一磊晶半導體層301於半導體基板300上。磊晶半導體層301可於其形成時臨場地摻雜有如P型導電特性之第一導電類型摻質以及介於0.5歐姆-公分(Ω-cm)-1歐姆-公分(Ω-cm)之電阻率。於一實施例中，磊晶半導體層301之電阻率係高於半導體基板300之電阻率。接著，於磊晶半導體層301之上形成圖案化之罩幕層302，此圖案化之罩幕層302包括一開口303，而開口303露出了磊晶半導體層301之一部。圖案化之罩幕層302材料例如為光阻，因此可藉由如傳統微影與蝕刻等相關製程而形成開口303。接著採用圖案化之 罩幕層302作為蝕刻罩幕，施行一蝕刻製程(未顯示)，於為開口303所露出之磊晶半導體層301內形成了一溝槽304。

如第7圖所示，溝槽304具有一深度H2。接著，施行一離子佈植程序306，並採用圖案化之罩幕層302作為佈植罩幕，以佈植如P型導電類型之第一導電類型摻質至為溝槽304所露出之磊晶半導體層301內，並接著藉由一熱擴散製程(未顯示)的實施而得到如第7圖內所示之設置於磊晶半導體層301之一部內與半導體基板300之一部內之摻雜區308。於一實施例中，摻雜區308具有介於1x10¹⁵ 原子/平方公分-5x10¹⁵ 原子/平方公分之摻質濃度。於一實施例中，摻雜區308內之摻質濃度係高於磊晶半導體層301內之摻質濃度。

請參照第8圖，於移除圖案化之罩幕層302後，接著施行一磊晶成長製程(未顯示)，於為溝槽304所露出之磊晶半導體層301之部分的表面上以及磊晶半導體層301之頂面上成長一磊晶半導體材料(未顯示)，且於其形成時臨場地摻雜有如P型導電特性之第一導電類型摻質。接著施行一平坦化製程(未顯示)，以去除高於磊晶半導體層301之表面上之磊晶半導體材料，進而於溝槽304內形成經摻雜磊晶半導體材料之一磊晶半導體層310，以作為一導電層之用。於一實施例中，磊晶半導體層310具有介於0.001歐姆-公分(Ω-cm)-0.05歐姆-公分(Ω-cm)之電阻率。

請參照第9圖，接著於磊晶半導體基板300之一部上形成經圖案化之一閘極結構G，此閘極結構G主要包括依序形成於磊晶半導體層301之一部上之一閘介電層312與一閘電 極層314。閘極結構G內之閘介電層312與閘電極層314可採用傳統閘極製程與相關材料所製成，故在此不再詳細描述其製作情形。接著採用數個適當遮罩(未顯示)以及數道離子佈植程序(未顯示)的施行，以分別於如閘極結構G之左側之一側的磊晶半導體層301形成一摻雜區316，以及於如閘極結構G之右側之一相對側的磊晶半導體層301之一部內形成另一摻雜區318。於一實施例中，摻雜區316具有如P型導電類型之第一導電類型以及介於1x10¹³ 原子/平方公分-5x10¹⁴ 原子/平方公分之摻質濃度，而摻雜區318具有如相反於P型導電類型之N型導電類型之一第二導電類型以及介於5x10¹¹ 原子/平方公分-5x10¹³ 原子/平方公分之摻質濃度，且形成摻雜區316與318所使用之離子佈植程序可為斜角度之離子佈植程序。

接著採用另一適當佈植遮罩(未顯示)以及一離子佈植程序(未顯示)之使用，以分別於閘極結構G之相對側之此些摻雜區316與318之一部內分別形成一摻雜區320與一摻雜區322，並接著藉由一熱擴散製程(未顯示)的實施，進而得到如第9圖內所示之設置情形。於一實施例中，形成於摻雜區316之一部內之摻雜區320以及形成於摻雜區318之一部內之摻雜區322分別具有如N型導電類型之第二導電類型以及介於1x10¹⁵ 原子/平方公分-5x10¹⁵ 原子/平方公分之摻質濃度，且形成摻雜區320與322之離子佈植程序可為垂直於磊晶半導體層301表面之離子佈植。於一實施例中，摻雜區318係作為一漂移區(drift-region)之用，而摻雜區320與322則分別作為一源極/汲極區之用。如第9圖所示，形成於閘極結構G之左側之一側的磊晶 半導體層301之摻雜區316與320則環繞了磊晶半導體層310之一部。

請參照第10圖，接著於磊晶半導層301上形成一絕緣層324，絕緣層324則順應地覆蓋了閘極結構G之數個側壁與頂面。接著使用一圖案化製程(未顯示)，以於絕緣層324之一部內形成了一開口325。如第10圖所示，開口325露出了為摻雜區320所環繞之磊晶半導體層310之一部，而此時磊晶半導體層301之其餘部份及閘極結構G之表面則仍為絕緣層324所覆蓋。於一實施例中，絕緣層324可包括例如二氧化矽、氮化矽之絕緣材料，且可藉由例如化學氣相沉積法之方法所形成。接著採用絕緣層324作為蝕刻罩幕，施行一蝕刻製程(未顯示)，部份去除為開口325所露出之磊晶半導體層310內且形成了一溝槽326。如第10圖所示，溝槽326具有一深度H3，且溝槽326主要露出了部分之摻雜區320、摻雜區316以及磊晶半導體層310。

請參照第11圖，接著依序沉積一導電層328與另一導電層330，其中導電層328順應地形成於絕緣層324之表面上以及為溝槽326(參見第10圖)所露出之摻雜區320、摻雜區316以及磊晶半導體層310之底面與側壁之上，而導電層330則形成導電層328之表面上並填滿了溝槽326。接著藉由適當之圖案化罩幕層(未顯示)以及圖案化製程(未顯示)的實施，以圖案化此些導電層328與330。

如第11圖所示，導電層328與330係形成於鄰近溝槽326之絕緣層324上且延伸於溝槽326之底面與側壁上，藉以覆蓋為溝槽326所露出之磊晶半導體層310、摻雜區316與320之 表面，且導電層328與330亦覆蓋於閘極結構G上以及鄰近閘極結構G之摻雜區318之一部上，但導電層328與330並未覆蓋摻雜區322。形成於溝槽326內之導電層328與導電層330之部分及其下方之磊晶半導體層310可作為一導電接觸物之用。

於一實施例中，導電層328包括如鈦-氮化鈦合金(Ti-TiN)之導電材料，而導電層330則包括如鎢之導電材料。接著坦覆地沈積如二氧化矽、旋塗玻璃(SOG)之介電材料於導電層330之上，並使得此介電材料覆蓋了導電層330、絕緣層324及閘極結構G，進而形成了具有一大體平坦之表面之層間介電層332，以作為一層間介電層(ILD)之用。接著藉由包括微影與蝕刻製程之一圖案化製程(未顯示)的實施，於摻雜區322之一部之上的層間介電層332與絕緣層324之一部內形成一溝槽336，且溝槽336露出了摻雜區322之一部。接著依序沉積一導電層338與一導電層340，其中導電層338係順應地形成於層間介電層332之表面上以及為溝槽336所露出之側壁上，而導電層340則形成於導電層338之表面上並填滿了溝槽336，形成於溝槽336內之導電層338與導電層340之部分係作為一導電接觸物之用。於一實施例中，導電層338包括如鈦-氮化鈦合金(Ti-TiN)之導電材料，而導電層340則包括如鎢之導電材料。如此，依據本發明一實施例之橫向雙擴散金氧半導體裝置便大體完成。於一實施例中，如第11圖所示之橫向雙擴散金氧半導體裝置中所包括之第一導電類型之多個區域係為P型區域，而第二導電類型之多個區域係為N型區域，因此所形成之橫向雙擴散金氧半導體裝置係為一N型橫向雙擴散金氧半導體裝置，而摻 雜區320此時係作為一源極區，而摻雜區322此時係作為一汲極區之用。

於此實施例中，可使得一電流(未顯示)自其汲極端(摻雜區322)橫向地流經閘極結構G下方通道(未顯示)並朝向源極端(摻雜區320)流動之後，接著為摻雜區320與316、磊晶半導體層310、導電層328與330以及摻雜區308導引而抵達半導體基板300處，藉以避免造成鄰近電路元件之間的電感耦合(inductor coupling)及串音(cross talk)等不期望問題的發生。

於此實施例中，藉由形成於溝槽326內之導電層328與330、磊晶半導體層310以及埋設於磊晶半導體層301並接觸半導體基板300之掺雜區308的形成，便可免除採用高濃度、高劑量的離子佈值以形成如第1圖所示之P+摻雜區120，且亦可使得閘極結構G與溝槽326右側之摻雜區320之一部保持一既定距離D3，其係少於如第1圖所示之既定距離D1。如此，相較於第1圖所示之N型橫向雙擴散金氧半導體裝置，如第11圖所示之橫向雙擴散金氧半導體裝置於作為N型橫向雙擴散金氧半導體裝置之實施例中便有利於降低N型橫向雙擴散金氧半導體裝置的製造成本與元件尺寸，且掺雜區308、磊晶半導體層310、導電層328與330的形成亦有助於降低N型橫向雙擴散金氧半導體裝置之導通電阻(Ron)。

另外，於另一實施例中，如第11圖所示之橫向雙擴散金氧半導體裝置中所包括之第一導電類型之多個區域係為N型區域，而第二導電類型之多個區域係為P型區域，因此所形成之橫向雙擴散金氧半導體裝置係為一P型橫向雙擴散 金氧半導體裝置。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200‧‧‧半導體基板

202‧‧‧磊晶半導體層

204‧‧‧閘介電層

206‧‧‧閘電極層

208‧‧‧摻雜區

210‧‧‧摻雜區

212‧‧‧摻雜區

214‧‧‧摻雜區

216‧‧‧絕緣層

220‧‧‧溝槽

224‧‧‧摻雜區

226‧‧‧導電層

228‧‧‧導電層

230‧‧‧層間介電層

236‧‧‧溝槽

238‧‧‧導電層

240‧‧‧導電層

G‧‧‧閘極結構

D2‧‧‧距離

Claims (16)

1. 一種橫向雙擴散金氧半導體裝置，包括：一半導體基板，具有一第一導電類型；一磊晶半導體層，形成於該半導體基板上，具有該第一導電類型；一閘極結構，設置於該磊晶半導體層之一部上；一第一摻雜區，設置於鄰近該閘極結構之一第一側之該磊晶半導體層之一部內，具有該第一導電類型；一第二摻雜區，設置於相對該閘極結構之該第一側之一第二側之該磊晶半導體層之一部內，具有相反於該第一導電類型之一第二導電類型；一第三摻雜區，設置於該第一摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；一第四摻雜區，設置於該第二摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；一溝槽，形成於該第三摻雜區、該第一摻雜區與該第一摻雜區下方之該磊晶半導體層之一部中；一導電接觸物，位於該溝槽內；以及一第五摻雜區，設置於該第一摻雜區下方之該磊晶半導體層之一部內，具有該第一導電類型，該第五摻雜區實體接觸該半導體基板並環繞該導電接觸物之部份側壁與底面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置，其中該第一導電類型為P型而該第二導電類型為N型，或該第一導電類型為N型而該第二導電類型為P型。
3. 如申請專利範圍第1項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置，其中該第三摻雜區為一源極區，而該第四摻雜區為一汲極區。
4. 如申請專利範圍第1項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置，其中該磊晶半導體層之一摻雜濃度係低於該第五摻雜區之一摻雜濃度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置，其中該導電接觸物包括一第一導電層以及為該第一導電層所環繞之一第二導電層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置，其中該導電接觸物包括具該第一導電類型之一磊晶半導體層以及位於該磊晶半導體層上之一第一導電層與一第二導電層，且該第二導電層係為該第一導電層所環繞。
7. 一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，包括：提供一半導體基板，具有一第一導電類型；形成一磊晶半導體層於該半導體基板上，具有該第一導電類型；形成一閘極結構於該磊晶半導體層之一部上；形成一第一摻雜區於鄰近該閘極結構之一第一側之該磊晶半導體層之一部內，具有該第一導電類型；形成一第二摻雜區於相對該閘極結構之該第一側之一第二側之該磊晶半導體層之一部內，具有相反於該第一導電類型之一第二導電類型； 形成一第三摻雜區於該第一摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；形成一第四摻雜區於該第二摻雜區之一部內，具有該第二導電類型；形成一絕緣層於該第二摻雜區與該閘極結構之上以及於該第三摻雜區之一部之上；形成一溝槽於鄰近該絕緣層之該第三摻雜區、該第一摻雜區下方之該磊晶半導體層內之一部中；施行一離子佈植程序，佈值該第一導電類型之摻質於為該溝槽所露出之該磊晶半導體層內，以形成一第五摻雜區，其中該第五摻雜區實體接觸了該半導體基板；以及形成一導電接觸物於該溝槽內，其中該導電接觸層實體接觸該第五摻雜區。
8. 如申請專利範圍第7項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中該第一導電類型為P型而該第二導電類型為N型，或該第一導電類型為N型而該第二導電類型為P型。
9. 如申請專利範圍第8項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中該第四摻雜區為源極區，而該第三摻雜區為汲極區。
10. 如申請專利範圍第7項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中於該離子佈值程序之後，為該溝槽所露出之該第五摻雜區之一摻質濃度係高於該磊晶半導體層之一摻質濃度。
11. 如申請專利範圍第7項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中該導電接觸物包括一第一導電層以及為該第一導電層所環繞之一第二導電層。
12. 一種橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，包括：提供一半導體基板，具有一第一導電類型；形成一第一磊晶半導體層於該半導體基板上，具有該第一導電類型；形成一第一溝槽於該第一磊晶半導體層之一部中；施行一離子佈植程序，佈值該第一導電類型之摻質於為該第一溝槽所露出之該第一磊晶半導體層內，以形成一第一摻雜區，其中該第一摻雜區實體接觸了該半導體基板；形成一第二磊晶半導體層於該第一溝槽內；形成一閘極結構於該磊晶半導體層之一部上，鄰近該第二磊晶半導體層；形成一第二摻雜區於鄰近該閘極結構之一第一側之該第一磊晶半導體層之一部內並環繞該第二磊晶半導體層，具有該第一導電類型；形成一第三摻雜區於相對該閘極結構之該第一側之一第二側之該第一磊晶半導體層之一部內，具有相反於該第一導電類型之一第二導電類型；形成一第四摻雜區於該第二摻雜區之一部內，具有該第二導電類型並環繞該第二磊晶半導體層；形成一第五摻雜區於該第三摻雜區之一部內，具有該第二導電類型； 形成一絕緣層於該第四摻雜區與該閘極結構之上以及於該第五摻雜區之上；部分去除該第二磊晶半導體層以形成一第二溝槽，該第二溝槽部分露出該第二摻雜區與該第四摻雜區之一部；以及形成一導電接觸物於該第二溝槽內，其中該導電接觸物實體接觸該第二磊晶半導體層。
13. 如申請專利範圍第12項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中該第一導電類型為P型而該第二導電類型為N型，或該第一導電類型為N型而該第二導電類型為P型。
14. 如申請專利範圍第12項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中該第四摻雜區為源極區，而該第五摻雜區為汲極區。
15. 如申請專利範圍第12項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中於該離子佈值程序之後，為該第一溝槽所露出之該第一摻雜區之摻質濃度係高於該第一磊晶半導體層之摻質濃度。
16. 如申請專利範圍第12項所述之橫向雙擴散金氧半導體裝置之製造方法，其中該導電接觸物包括一第一導電層以及為該第一導電層所環繞之一第二導電層。