高压LDMOS器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高压LDMOS器件的制备方法，包括：在衬底的第二沟槽中采用热氧化炉管工艺形成隔离层；刻蚀去除部分厚度的衬底和所述隔离层的顶端位置以形成第三沟槽，同时以第三沟槽和隔离层为隔离界限定义出衬底中的有源区区域；最后在所述隔离层顶端的第三沟槽中形成介质层。本发明专利技术还提供一种高压LDMOS器件。本申请通过调整定义有源区、形成浅沟槽隔离结构和形成深沟槽隔离层的顺序，先在深沟槽(第二沟槽)中形成隔离层，再定义衬底中的有源区区域，最后形成介质层(浅沟槽隔离结构)，可以避免在高温热氧化形成所述隔离层时，与浅沟槽隔离结构的交界的有源区区域被误氧化的情况，提高了器件的隔离耐压性能，提高了器件的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
高压LDMOS器件及其制备方法


[0001]本申请涉及高压LDMOS器件制造
，具体涉及一种高压LDMOS器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]一般实现高压器件的途径有两种，即结隔离和深槽隔离(DTI)。一般在达到相同耐压的情况下，结隔离工艺器件要比DTI工艺器件的尺寸大，相应地，它的生产成本就会高。但是，和结隔离相比，DTI在工艺上难度更大，尤其是对于需要高击穿电压(BV)的器件来说，更为困难。因此，迫切需要开发新的DTI工艺在实现高耐压的前提下保证工艺过程相对简单。
[0003]此外，对于高电压的功率器件来说，它的沟槽深度需要达到10um，甚至是20um，而沟槽在宽度上的尺寸在1um～2um，沟槽的深宽比较大，这就大大增加了沟槽的填充难度。
[0004]目前，DTI的填充方式一般采用纯氧化硅介质层填充，或者部分热退火氧化硅+部分poly的组合填充。第一，对于纯氧化硅介质层填充的结构来说，为便于填槽，氧化硅介质层通常都是采用CVD工艺生成的，而CVD工艺制备的氧化硅介质层的膜质相对较差，会影响器件的可靠性；第二，对于部分热退火氧化硅+部分poly的组合填充的结构来说，虽然热退火的氧化硅的膜质相对于CVD工艺生成的氧化硅的膜质来说较好，但是由于反应温度较高会导致衬底中AA(有源区)区域被氧化，进而导致narrow width的器件失效，不利于实际应用。
[0005]因此，如何在DTI工艺实现器件高耐压的同时，达到AA(有源区)区域不被氧化以及制备工艺过程更加简单的目的，是目前开发新工艺的方向。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种高压LDMOS器件及其制备方法，可以解决在DTI工艺实现器件高耐压的同时，AA(有源区)区域容易被氧化，以及DTI制备工艺过程复杂的问题。
[0007]一方面，本申请实施例提供了一种高压LDMOS器件的制备方法，包括：
[0008]提供一衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的衬垫氧化层、氮化硅层和硬掩膜层；
[0009]刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层和所述衬垫氧化层至所述衬底表面以形成第一沟槽；
[0010]刻蚀所述第一沟槽底壁的所述衬底以形成第二沟槽；
[0011]采用热氧化炉管工艺在所述第二沟槽中形成一定厚度的隔离层，所述隔离层的上表面与所述衬底的上表面齐平；
[0012]刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层、所述衬垫氧化层、部分厚度的所述衬底和部分厚度的所述隔离层以形成第三沟槽和定义出所述衬底中的有源区区域；
[0013]形成介质层，所述介质层填充所述第三沟槽；以及，
[0014]去除所述氮化硅层、所述衬垫氧化层和部分厚度的所述介质层至所述衬底表面，剩余厚度的所述介质层的上表面与所述衬底的上表面齐平。
[0015]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，采用热氧化炉管工艺在所述第二沟槽中形成一定厚度的所述隔离层的过程中，炉管中通入的氧气与所述第二沟槽中暴露的所述衬底发生氧化反应以生成所述隔离层。
[0016]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，所述第二沟槽在宽度上的尺寸小于所述隔离层在宽度上的尺寸的十一分之五。
[0017]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，采用选择性刻蚀工艺刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层、所述衬垫氧化层、部分厚度的所述衬底和部分厚度的所述隔离层以形成碗状的所述第三沟槽。
[0018]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，刻蚀去除的所述衬底的厚度为刻蚀去除的所述隔离层的厚度为
[0019]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，剩余厚度的所述隔离层的厚度大于10μm。
[0020]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，在刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层、所述衬垫氧化层、部分厚度的所述衬底和部分厚度的所述隔离层以形成所述第三沟槽和定义出所述有源区区域之后、以及在形成所述介质层之前，所述高压LDMOS器件的制备方法还包括：
[0021]去除剩余的所述硬掩膜层。
[0022]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，所述介质层的材质为氧化硅。
[0023]可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，所述硬掩膜层的材质为氧化硅。
[0024]另一方面，本申请实施例还提供了一种高压LDMOS器件，包括：衬底、隔离层和介质层，其中，所述隔离层和所述介质层均位于所述衬底中，所述介质层位于所述隔离层的顶端，所述介质层的上表面与所述衬底的上表面齐平。
[0025]本申请技术方案，至少包括如下优点：
[0026]本申请通过调整定义有源区、形成浅沟槽隔离结构和形成隔离层的顺序，先在深沟槽(第二沟槽)中形成隔离层，再定义衬底中的有源区区域，最后形成介质层(浅沟槽隔离结构)。本申请在DTI工艺实现器件高耐压的同时，使得与浅沟槽隔离结构的交界的AA(有源区)区域不会被误氧化，提高了器件的隔离耐压性能，提高了器件的可靠性。
[0027]进一步的，本申请的制备方法通过调整多个工艺步骤的顺序，使得DTI工艺实现器件高耐压的目的，没有增加额外复杂的工艺步骤，变相地简化了制备工艺，提高了制备效率。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本专利技术实施例的高压LDMOS器件的制备方法的流程图；
[0030]图2
‑
图9是本专利技术实施例的制备高压LDMOS器件的各工艺步骤中的半导体结构图；
[0031]其中，附图标记如下：
[0032]100
‑
衬底，101
‑
有源区区域，110
‑
衬垫氧化层，120
‑
氮化硅层，130
‑
硬掩膜层，140
‑
隔离层，150
‑
介质层；
[0033]210
‑
第一沟槽，220
‑
第二沟槽，230
‑
第三沟槽。
具体实施方式
[0034]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的衬垫氧化层、氮化硅层和硬掩膜层；刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层和所述衬垫氧化层至所述衬底表面以形成第一沟槽；刻蚀所述第一沟槽底壁的所述衬底以形成第二沟槽；采用热氧化炉管工艺在所述第二沟槽中形成一定厚度的隔离层，所述隔离层的上表面与所述衬底的上表面齐平；刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层、所述衬垫氧化层、部分厚度的所述衬底和部分厚度的所述隔离层以形成第三沟槽和定义出所述衬底中的有源区区域；形成介质层，所述介质层填充所述第三沟槽；以及，去除所述氮化硅层、所述衬垫氧化层和部分厚度的所述介质层至所述衬底表面，剩余厚度的所述介质层的上表面与所述衬底的上表面齐平。2.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，采用热氧化炉管工艺在所述第二沟槽中形成一定厚度的所述隔离层的过程中，炉管中通入的氧气与所述第二沟槽中暴露的所述衬底发生氧化反应以生成所述隔离层。3.根据权利要求2所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，所述第二沟槽在宽度上的尺寸小于所述隔离层在宽度上的尺寸的十一分之五。4.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨新杰，朱兆强，金锋，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：