一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件，包括一半导体衬底以及一位于所述半导体衬底上表面的沟道，还包括：一栅极；一源区；一漏区；一第一基极；一第二基极；一第一隔离槽；一第二隔离槽；一第三隔离槽；一埋氧层；一第一绝缘板；一第二绝缘板；一第一高压阱区域；一第二高压阱区域。还涉及一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件的制备方法。其优点在于，通过设置第一基极、第二基极、第一绝缘场板和第二绝缘场板，是HVMOS能够对开启电压和击穿电压进行调节且不影响饱和电流；通过SOI和STI结合，实现不同工艺节点的HVMOS。

【技术实现步骤摘要】
一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件及其制备方法。
技术介绍
横向双扩散型金双氧化物半导体晶体管(LateralDoubleDiffusedMetalOxideSemiconductor，LDMOS)是一种使用最早且使用最广泛的横向高压功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MetalOxideSemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET)或高压金属氧化物半导体晶体管(HighVoltageMetalOxideSemiconductor，HVMOS)，其优点在于，作为一种场控器件，其控制简单，开关速度块，安全工作区大，无闭锁，热稳定性好，易于与互补型金属氧化物半导体晶体管(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)集成。在HVMOS中，漏极(Drain)端的漂移(Drift)区和耐压程度相关，因此为了提高耐压能力，在进行设计时，Drift区占用面积大。然而随着器件特征尺寸进入纳米级，由于短沟道效应、强电场效应、栅氧化层厚度、源/漏区串联电阻、载流子迁移率的退化等问题变得突出，导致半导体器件的驱动电流、源/漏电流的特性变差，进而影响CMOS集成电路的功耗与功率。对于应用于P波段和L波段的小尺寸LDMOS，由于其Drift区和沟道长度缩短，其击穿电压也相应的减小，因此需要采取其他措施来提高击穿电压(BreakdownVoltage，BV)，但会导致器件的导通电阻(on-resistance)增加。为了解决导通电阻变大的缺陷，现有的方法为使用应变硅技术在半导体器件中引入应变硅，在提高载流子的迁移率的同时，也降低了半导体器件的导通电阻，从而在不改变器件尺寸的前提下提高器件的性能。但是应变硅技术存在一定的缺陷，如传递到沟道中的应力会出现严重的衰减，且多次高温退火工艺会导致应力发生驰豫，这些缺陷限制了应变硅技术对器件特性的提升。此外，为了解决击穿电压减小的缺陷，现有的方法为采用浅槽隔离(ShallowTrenchIsolation，STI)结构来提高击穿电压，但是STI结构会导致半导体器件的输出曲线的饱和特性变差，且会使导通电阻增加。因此，亟需一种能够击穿电压高且输出特性良好的HVMOS，使得HVMOS与CMOS集成时，不会影响SMOS集成电路的功耗与效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，应用绝缘体上硅(SiliconOnInsulator，SOI)和STI，提供一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件，包括一半导体衬底以及一位于所述半导体衬底上表面的沟道，所述半导体衬底还包括：一栅极，所述栅极位于所述沟道上；一源区，所述源区位于所述沟道旁，所述源区包括一重掺杂源区，从所述重掺杂源区引出源极；一漏区，所述漏区位于所述沟道旁，所述漏区包括一重掺杂漏区，从所述重掺杂漏区引出漏极，所述重掺杂漏区与所述栅极通过一第三隔离槽隔离；一第一基极，所述第一基极包括一第一重掺杂基极区，所述第一基极与所述源区通过一第一隔离槽隔离；一第二基极，所述第二基极包括一第二重掺杂基极区，所述第二基极与所述漏区通过一第二隔离槽隔离；一埋氧层，所述埋氧层位于所述源区、所述沟道和所述漏区的下方，所述埋氧层位于所述第一隔离槽和所述第一隔离槽之间；一第一绝缘场板，所述第一绝缘场板位于所述埋氧层的下方，所述第一绝缘场板位于所述第一隔离槽靠近所述第二隔离槽的一侧；一第二绝缘场板，所述第二绝缘场板位于所述埋氧层的下方，所述第二绝缘场板位于所述第二隔离槽靠近所述第一隔离槽的一侧，所述第二绝缘场板与所述第一绝缘场板相邻；一第一高压阱区域，所述第一高压阱区域位于所述第一基极、所述一隔离槽和所述第一绝缘场板的下方；一第二高压阱区域，所述第二高压阱区域位于所述第二基极、所述第二隔离槽和所述第二绝缘场板的下方。优选地，所述源区还包括一轻掺杂源区，所述轻掺杂源区紧挨所述沟道，所述轻掺杂源区将所述重掺杂源区分别与所述沟道和所述埋氧层隔离。优选地，所述漏区还包括一轻掺杂漏区，所述轻掺杂漏区紧挨所述沟道，所述轻掺杂漏区将所述重掺杂漏区与所述埋氧层隔离，所述轻掺杂漏区将所述第三隔离槽分别与所述沟道和所述埋氧层隔离。优选地，所述第一高压阱区域为高压P阱，所述第二高压阱区域为高压N阱。一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件的制备方法，提供一半导体衬底，包括以下步骤：步骤S1、形成一第一高压阱区域和一第二高压阱区域，所述第一高压阱区域和所述第二高压阱区域位于所述半导体衬底的上方；步骤S2、形成一第一隔离槽和一第二隔离槽，所述第一隔离槽位于所述第一高压阱区域，所述第二隔离槽位于所述第二高压阱区域；步骤S3、形成一第一绝缘场板和一第二绝缘场板，所述第一绝缘场板位于所述第一高压阱区域，所述第二绝缘场板位于所述第二高压阱区域，所述第一绝缘场板和所述第二绝缘场板位于所述第一隔离槽与所述第二隔离槽之间；步骤S4、形成一埋氧层，所述埋氧层位于所述第一绝缘场板和所述第二绝缘场板的上方，且所述埋氧层位于所述第一隔离槽与所述第二隔离槽之间；步骤S5、形成一沟道，所述沟道位于所述埋氧层的上方，且所述沟道位于所述所述第一隔离槽与所述第二隔离槽之间；步骤S6、形成一栅极，所述栅极位于所述沟道的上方；步骤S7、形成一源区、一漏区、一第一基极和一第二基极，所述源区位于所述第一高压阱区域且位于所述沟道旁，所述漏区位于所述第二高压阱区域且位于所述沟道旁，所述第一基极位于所述第一高压阱区域且与所述源区通过所述第一隔离槽隔离，所述第二基极位于所述第二高压阱区域且与所述漏区通过所述第二隔离槽隔离；步骤S8、形成一第三隔离槽，所述第三隔离槽将所述漏区与所述栅极隔离。优选地，在所述步骤S1中，形成所述第一高压阱区域和所述第二高压阱区域的方法为离子注入。优选地，形成所述第一隔离槽、所述第二隔离槽和所述第三隔离槽的方法为浅槽隔离方法。优选地，在所述步骤S3中，形成所述第一绝缘场板和所述第二绝缘场板的方法为离子注入。优选地，所述步骤S6包括：步骤S61、形成一栅氧化物层，所述栅氧化物层位于所述沟道的上方；步骤S62、形成一多晶硅层，所述多晶硅层位于所述栅氧化物层的上方。优选地，所述步骤S7包括：步骤S71、形成一轻掺杂源区和一轻掺杂漏区，所述轻掺杂源区紧挨所述沟道且位于所述埋氧层的上方，所述轻掺杂漏区紧挨所述沟道且位于所述埋氧层的上方；步骤S72、形成一重掺杂源区、一重掺杂漏区、一第一重掺杂基极区和一第二重掺杂基极区，所述重掺杂源区紧挨所述轻掺杂源区，所述重掺杂漏区紧挨所述轻掺杂漏区，所述第一重掺杂基极区位于所述第一高压阱区域，所述第二重掺杂基极区位于所述第二高压阱区域；其中，所述轻掺杂源区和所述重掺杂源区构成所述源区，所述轻掺杂漏区和所述重掺杂漏区构成所述漏区，所述第一重掺杂基极区构成所述第一基极，所述第二重掺杂基极区构成所述第二基极；形成所述轻掺杂源区、所述轻掺杂漏区、所述重掺杂源区、所述重掺杂漏区、所述第一重掺杂基极区和所述第二重掺杂基极区的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件，包括一半导体衬底以及一位于所述半导体衬底上表面的沟道，其特征在于，所述半导体衬底还包括：一栅极，所述栅极位于所述沟道上；一源区，所述源区位于所述沟道旁，所述源区包括一重掺杂源区，从所述重掺杂源区引出源极；一漏区，所述漏区位于所述沟道旁，所述漏区包括一重掺杂漏区，从所述重掺杂漏区引出漏极，所述重掺杂漏区与所述栅极通过一第三隔离槽隔离；一第一基极，所述第一基极包括一第一重掺杂基极区，所述第一基极与所述源区通过一第一隔离槽隔离；一第二基极，所述第二基极包括一第二重掺杂基极区，所述第二基极与所述漏区通过一第二隔离槽隔离；一埋氧层，所述埋氧层位于所述源区、所述沟道和所述漏区的下方，所述埋氧层位于所述第一隔离槽和所述第一隔离槽之间；一第一绝缘场板，所述第一绝缘场板位于所述埋氧层的下方，所述第一绝缘场板位于所述第一隔离槽靠近所述第二隔离槽的一侧；一第二绝缘场板，所述第二绝缘场板位于所述埋氧层的下方，所述第二绝缘场板位于所述第二隔离槽靠近所述第一隔离槽的一侧，所述第二绝缘场板与所述第一绝缘场板相邻；一第一高压阱区域，所述第一高压阱区域位于所述第一基极、所述一隔离槽和所述第一绝缘场板的下方；一第二高压阱区域，所述第二高压阱区域位于所述第二基极、所述第二隔离槽和所述第二绝缘场板的下方。...

【技术特征摘要】
1.一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件，包括一半导体衬底以及一位于所述半导体衬底上表面的沟道，其特征在于，所述半导体衬底还包括：一栅极，所述栅极位于所述沟道上；一源区，所述源区位于所述沟道旁，所述源区包括一重掺杂源区，从所述重掺杂源区引出源极；一漏区，所述漏区位于所述沟道旁，所述漏区包括一重掺杂漏区，从所述重掺杂漏区引出漏极，所述重掺杂漏区与所述栅极通过一第三隔离槽隔离；一第一基极，所述第一基极包括一第一重掺杂基极区，所述第一基极与所述源区通过一第一隔离槽隔离；一第二基极，所述第二基极包括一第二重掺杂基极区，所述第二基极与所述漏区通过一第二隔离槽隔离；一埋氧层，所述埋氧层位于所述源区、所述沟道和所述漏区的下方，所述埋氧层位于所述第一隔离槽和所述第一隔离槽之间；一第一绝缘场板，所述第一绝缘场板位于所述埋氧层的下方，所述第一绝缘场板位于所述第一隔离槽靠近所述第二隔离槽的一侧；一第二绝缘场板，所述第二绝缘场板位于所述埋氧层的下方，所述第二绝缘场板位于所述第二隔离槽靠近所述第一隔离槽的一侧，所述第二绝缘场板与所述第一绝缘场板相邻；一第一高压阱区域，所述第一高压阱区域位于所述第一基极、所述一隔离槽和所述第一绝缘场板的下方；一第二高压阱区域，所述第二高压阱区域位于所述第二基极、所述第二隔离槽和所述第二绝缘场板的下方。2.根据权利要求1所述的阈值可调式高压金属氧化物半导体器件，其特征在于，所述源区还包括一轻掺杂源区，所述轻掺杂源区紧挨所述沟道，所述轻掺杂源区将所述重掺杂源区分别与所述沟道和所述埋氧层隔离。3.根据权利要求1所述的阈值可调式高压金属氧化物半导体器件，其特征在于，所述漏区还包括一轻掺杂漏区，所述轻掺杂漏区紧挨所述沟道，所述轻掺杂漏区将所述重掺杂漏区与所述埋氧层隔离，所述轻掺杂漏区将所述第三隔离槽分别与所述沟道和所述埋氧层隔离。4.根据权利要求1所述的阈值可调式高压金属氧化物半导体器件，其特征在于，所述第一高压阱区域为高压P阱，所述第二高压阱区域为高压N阱。5.一种阈值可调式高压金属氧化物半导体器件的制备方法，其特征在于，提供一半导体衬底，包括以下步骤：步骤S1、形成一第一高压阱区域和一第二高压阱区域，所述第一高压阱区域和所述第二高压阱区域位于所述半导体衬底的上方；步骤S2、形成一第一隔离槽和一第二隔离槽，所述第一隔离槽位于所述第一高压阱区域，所述第二隔离槽位于所述第二高压阱区域；步骤S3、形成一第一绝缘场板和一第二绝缘场板，所述第一绝缘场板位于所述第一高压阱区域，所述第二绝缘场板位于所述第二高压阱区域，所述第一绝缘场板和所述第二绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈嘉慧，彭宇飞，孙昌，钱俊，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31