專利名稱：高壓元件的制造方法
技術領域：
本發明是有關于一種半導體元件的制造方法，且特別是有關于一種高壓元件(High Voltage Device)的制造方法。
圖1A至圖1D所示，其為公知一種高壓元件的制造流程剖面示意圖。
請參照圖1A，公知高壓元件的制造方法首先提供一基底100，其中基底100上具有一一般元件區102與一高壓元件區104。接著，在一般元件區102與高壓元件區104上分別形成一柵極結構110、116。其中，柵極結構110、116包括一多晶硅材質的柵極導電層106、112與一柵氧化層108、114。
之后，分別在柵極結構110、116兩側的基底100中形成一輕摻雜漏極區(LDD)118、120。
接著，請參照圖1B，進行一第一熱工藝。第一熱工藝為對輕摻雜漏極區118、120所進行的回火步驟。
然后，請參照圖1C，在柵極結構110、116的側邊分別形成間隙壁117、119。接著，在間隙壁117、119兩側的基底100中分別形成源極/漏極區122、124。其中，高壓元件區104中的輕摻雜漏極區120包圍住源極/漏極區124。
之后，進請參照圖1D，進行一第二熱工藝。第二熱工藝為對源極/漏極區122、124所進行的回火步驟。如此，即于一般元件區102完成一一般元件的制作，并于高壓元件區104完成一高壓元件的制作。
而在公知高壓元件的制作方法中，高壓元件的輕摻雜漏極區與源極/漏極區的回火工藝，與一般元件的輕摻雜漏極區與源極/漏極區的回火工藝是同時進行的。然而，對于高壓元件而言，其源極/漏極區中所摻雜的離子將會因回火工藝而朝向輕摻雜漏極區擴散。如此，將使得輕摻雜漏極區中的離子濃度因源極/漏極區中的離子擴散而改變(提高)。如此一來，對于高壓元件的崩潰電壓將無法有效的提高。
本發明的另一目的是提供一種高壓元件的制造方法，以避免公知高壓元件中的源極/漏極區的離子向輕摻雜漏極區擴散。
本發明提出一種高壓元件的制造方法，此方法首先提供一基底，其中此基底具有一般元件區與一高壓元件區。接著，在基底的一般元件區與高壓元件區上分別形成一一般元件的柵極結構與一高壓元件的柵極結構。接著，于一般元件的柵極結構兩側的基底中形成一第一輕摻雜漏極區，之后進行一第一熱工藝，而第一熱工藝為對第一輕摻雜漏極區所進行的回火步驟。在進行第一熱工藝之后，于高壓元件的柵極結構兩側的基底中形成一第二輕摻雜漏極區，其中形成第二輕摻雜漏極區的方法例如是傾斜離子植入法。然后，在一般元件的柵極結構的側邊形成一第一間隙壁，并且在高壓元件的柵極結構的側邊形成一第二間隙壁。接著，在暴露的基底與柵極導電層的表面形成一氧化層，以避免后續離子植入步驟的過程中會直接損害到基底與柵極導電層的表面。然后，在第一間隙壁兩側的基底中形成一第一源極/漏極區。之后進行一第二熱工藝，第二熱工藝為第一源極/漏極區的回火步驟。在進行第二熱工藝之后，于第二間隙壁兩側的基底中以離子植入法形成一第二源極/漏極區。
本發明的高壓元件的制造方法，其輕摻雜漏極區是在一般元件的輕摻雜漏極區的回火工藝完成之后才形成的。由于離子植入步驟所產生的晶格缺陷并未通過回火工藝而修補，因此高壓元件的輕摻雜漏極區中的離子在形成間隙壁的低溫長時間工藝下，會隨著晶隙性的硅而擴散，使得離子濃度梯度(Gradient)降低，如此可提高高壓元件的崩潰電壓值。
本發明的高壓元件的源極/漏極區在一般元件的源極/漏極區的回火工藝完成后才形成，因此其源極/漏極區中的離子就不會往輕摻雜漏極區擴散。而由于輕摻雜漏極區的離子濃度得以維持不變，因此可有效的提高高壓元件的崩潰電壓值。
100、200基底102、202一般元件區104、204高壓元件區106、206、112、212柵極導電層108、208、114、214柵氧化層110、210、116、216柵極結構118、120、218、220輕摻雜漏極區117、119、217、219間隙壁122、124、222、224源極/漏極區223氧化層221傾斜離子植入步驟225離子植入步驟請參照圖2A，首先提供一基底200，其中基底200上具有一一般元件區202與一高壓元件區204。接著，在一般元件區202與高壓元件區上分別形成一柵極結構210、216。其中，柵極結構210、216包括一柵極導電層206、212與一柵氧化層208、214。而柵極導電層210、216的材質例如為多晶硅。
之后，請參照圖2B，在一般元件區202的柵極結構210兩側的基底200中形成一輕摻雜漏極區(LDD)218。接著，進行一第一熱工藝。第一熱工藝為對輕摻雜漏極區218所進行的回火步驟。其中，第一熱工藝的溫度例如為攝氏1000度左右，且進行第一熱工藝的時間例如為30秒左右。
然后，請參照圖2C，在高壓元件區204的柵極結構216兩側的基底200中形成一輕摻雜漏極區220。其中，形成輕摻雜漏極區220的方法例如為進行一傾斜離子植入步驟221而形成。而傾斜離子植入步驟221的離子植入的能量例如為100KeV左右，所植入的離子例如為硼離子，所植入的濃度例如為5×1013l/cm2左右，且傾斜離子植入步驟221的傾斜角度例如為45度左右。
接著，請參照圖2D，在柵極結構210、216的側邊分別形成間隙壁217、219。其中，形成間隙壁217、219的方法例如為先在基底200上形成一共形的介電層(未繪出)，而形成共形介電層的方法例如是在溫度攝氏630度之下進行約113分鐘的沉積工藝。之后再以干式蝕刻法回蝕刻此共形的介電層而形成。
之后，在暴露的基底200與柵極導電層206、212的表面上形成一氧化層223，其用來防止后續于進行離子植入步驟時會直接傷及基底200或門極導電層206、212的表面。其中，形成氧化層223例如為熱氧化法。
然后，在一般元件區202中柵極結構210的間隙壁217兩側的基底200中形成一源極/漏極區222。接著，進行一第二熱工藝。第二熱工藝為對源極/漏極區222所進行的回火步驟。其中，第二熱工藝的溫度例如為攝氏1000度左右，且進行第二熱工藝的時間例如為30秒左右。此時，一般元件區202中的元件已制作完成。
接著，請參照圖2E，在高壓元件區204中柵極結構216側邊的間隙壁219兩側的基底200中形成一源極/漏極區224，而所形成的源極/漏極區224被輕摻雜漏極區220包圍住。其中，形成源極/漏極區224的方法例如為進行一離子植入步驟225而形成。而離子植入步驟225的離子植入能量例如為50KeV左右，所植入的離子例如為硼離子，且所植入的濃度例如為5×1015/cm2左右。如此，即完成高壓元件的制作。
由于本發明高壓元件的輕摻雜漏極區220在一般元件的輕摻雜漏極區218的回火工藝完成之后才形成的。因此，在形成輕摻雜漏極區220時的離子植入步驟221所造成的晶格缺陷，并未被回火工藝修補。而由于輕摻雜漏極區220的離子會隨著晶隙性的硅而往基底200的底部擴散，使得輕摻雜漏極區220中的離子濃度梯度降低。因此，將有利于提高此高壓元件的崩潰電壓值。
另外，由于本發明的高壓元件的源極/漏極區224在一般元件的源極/漏極區222的回火工藝完成之后才形成。因此，高壓元件的源極/漏極區224中的離子便不會因回火工藝的高溫而朝向輕摻雜漏極區220擴散。如此一來，輕摻雜漏極區220中的離子濃度便不會受到改變，而有利于提高此高壓元件的崩潰電壓值。
綜合以上所述，本發明具有下列優點1、本發明的高壓元件的制造方法，其輕摻雜漏極區是在一般元件的輕摻雜漏極區的回火工藝完成之后才形成的。由于離子植入步驟所產生的晶格缺陷并未通過回火工藝而修補，因此高壓元件的輕摻雜漏極區中的離子會隨著晶隙性的硅而擴散，使得離子濃度梯度降低，進而提高高壓元件的崩潰電壓值。
2、本發明的高壓元件其源極/漏極區在一般元件的源極/漏極區的回火工藝完成之后才形成，因此其源極/漏極區中的離子就不會往輕摻雜漏極區擴散，如此便可有效的提高高壓元件的崩潰電壓值。
權利要求
1.一種高壓元件的制造方法，其特征是，該方法包括下列步驟提供一基底，其中該基底上包括已形成有一高壓元件的柵極結構；進行一第一熱工藝；于該第一熱工藝之后，在該高壓元件的柵極結構兩側的基底中形成一第一摻雜區；在該高壓元件的柵極結構的側邊形成一間隙壁；在該高壓元件的柵極結構上與該第一摻雜區的表面上形成一氧化層；進行一第二熱工藝；以及于該第二熱工藝之后，在該間隙壁兩側的基底中形成一第二摻雜區。
2.如權利要求1所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該第一摻雜區包括一輕摻雜漏極區。
3.如權利要求1所述的高壓元件的制造方法，其特征是，形成該第一摻雜區的方法包括一傾斜離子植入法。
4.如權利要求3所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該傾斜離子植入法的離子植入能量為100KeV，其摻雜的濃度為5×1013/cm2，且其傾斜角度為45度。
5.如權利要求1所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該第二摻雜區包括一源極/漏極區。
6.如權利要求1所述的高壓元件的制造方法，其特征是，形成該第二摻雜區的方法包括一離子植入法。
7.如權利要求6所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該離子植入法的離子植入能量為50KeV，且其摻雜濃度為5×1015/cm2。
8.如權利要求1所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該第一熱工藝的溫度為攝氏1000度左右。
9.如權利要求8所述的高壓元件的制造方法，其特征是，進行該第一熱工藝的時間為30秒左右。
10.如權利要求1所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該第二熱工藝的溫度為攝氏1000度左右。
11.如權利要求10所述的高壓元件的制造方法，其特征是，進行該第二熱工藝的時間為30秒左右。
12.一種高壓元件的制造方法，其特征是，該方法包括下列步驟提供一基底，該基底上已形成有一一般元件的柵極結構與一高壓元件的柵極結構；于該一般元件的柵極結構兩側的基底中形成一第一輕摻雜漏極區；進行一第一熱工藝；于進行該第一熱工藝之后，在該高壓元件的柵極結構兩側的基底中形成一第二輕摻雜漏極區；在該一般元件的柵極結構的側邊形成一第一間隙壁，并且在該高壓元件的柵極結構的側邊形成一第二間隙壁；在該第一間隙壁兩側的基底中形成一第一源極/漏極區；進行一第二熱工藝；以及于進行該第二熱工藝之后，在該第二間隙壁兩側的基底中形成一第二源極/漏極區。
13.如權利要求12所述的高壓元件的制造方法，其特征是，形成該第一摻雜區的方法包括一傾斜離子植入法。
14.如權利要求13所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該傾斜離子植入法的離子植入能量為100KeV，其摻雜的濃度為5×1013/cm2，且其傾斜角度為45度。
15.如權利要求12所述的高壓元件的制造方法，其特征是，形成該第二摻雜區的方法包括一離子植入法。
16.如權利要求15所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該離子植入法的離子植入能量為50KeV，且其摻雜濃度為5×1015/cm2。
17.如權利要求12所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該第一熱工藝的溫度為攝氏1000度左右。
18.如權利要求17所述的高壓元件的制造方法，其特征是，進行該第一熱工藝的時間為30秒左右。
19.如權利要求12所述的高壓元件的制造方法，其特征是，該第二熱工藝的溫度為攝氏1000度左右。
20.如權利要求19所述的高壓元件的制造方法，其特征是，進行該第二熱工藝的時間為30秒左右。
全文摘要
一種高壓元件的制造方法，其首先提供一基底，其中此基底上已形成有一高壓元件的柵極結構。接著，于進行第一熱工藝之后，才在高壓元件的柵極結構兩側的基底中形成一第一摻雜區。之后，在高壓元件的柵極結構的側邊形成一間隙壁。并且在高壓元件的柵極結構上與第一摻雜區的表面上形成一氧化層。接著，于進行一第二熱工藝之后，才在間隙壁兩側的基底中形成一第二摻雜區。
文檔編號H01L21/02GK1435867SQ0210310
公開日2003年8月13日 申請日期2002年1月30日 優先權日2002年1月30日
發明者劉慕義, 范左鴻, 葉彥宏, 詹光陽, 盧道政 申請人:旺宏電子股份有限公司