半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件及其制造方法，所述半导体器件的制造方法包括：提供一具有高压器件区和低压器件区的衬底；刻蚀去除所述高压器件区上的部分厚度的衬底，以在所述高压器件区中形成第一沟槽；形成第一栅氧层于所述第一沟槽中；形成浅沟槽隔离结构于所述高压器件区和所述低压器件区的交界处；以及，形成第二栅氧层于所述低压器件区上。本发明专利技术的技术方案使得第一栅氧层的厚度满足高操作电压的同时，也使得第一栅氧层和第二栅氧层分别与浅沟槽隔离结构形成的台阶高度的差异减小，以避免对后续工艺产生影响，进而实现高压器件和低压器件的有效集成。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
在半导体集成电路的领域中，高压器件是很多电路中，例如存储类电路中必需的器件，同时电路中也需要速度较快的低压器件来完成逻辑处理。为了实现高压器件较高的操作电压，高压器件上的栅氧层厚度一般很厚，同时，低压器件为了实现较快的速度，需要较薄的栅氧层。现有技术中，在高压器件和低压器件上形成栅氧层的步骤一般为：1、先在一具有高压器件区11和低压器件区12的衬底10上形成垫氧化层13和氮化硅层14，参阅图1a；2、然后，依次刻蚀去除高压器件区11上的氮化硅层14和垫氧化层13，以暴露出高压器件区11上的衬底10的顶表面，参阅图1b；3、然后，采用热氧化工艺在高压器件区11上形成较厚的第一栅氧层15，参阅图1c；4、然后，去除低压器件区12上的氮化硅层14，在高压器件区11和低压器件区12的交界处形成浅沟槽隔离结构16，参阅图1d，浅沟槽隔离结构16的顶表面高于第一栅氧层15的顶表面；5、最后，去除低压器件区12上的垫氧化层13，并在低压器件区12的衬底10上形成较薄的第二栅氧层17，参阅图1e，第二栅氧层17的顶表面低于第一栅氧层15的顶表面。第一栅氧层15很厚，第二栅氧层17较薄，使得采用以上现有技术形成的高压器件区11上的第一栅氧层15与低压器件区12上的第二栅氧层17的顶表面存在较大的高度差，导致第一栅氧层15和第二栅氧层17与浅沟槽隔离结构16形成的台阶高度存在较大的差异，进而导致对后续的工艺产生影响，例如对多晶硅层的刻蚀工艺产生影响。如图1e中所示，若第一栅氧层15与浅沟槽隔离结构16形成的台阶高度H1为第二栅氧层17与浅沟槽隔离结构16形成的台阶高度H2为在后续的对高压器件区11和低压器件区12上形成的多晶硅层进行刻蚀时，位于低压器件区12上的浅沟槽隔离结构16的侧壁上的多晶硅不能被刻蚀干净，影响器件的性能。因此，如何减小高压器件区和低压器件区上的栅氧层与浅沟槽隔离结构形成的台阶高度的差异，以实现高压器件和低压器件的有效集成是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及其制造方法，以减小高压器件区上的第一栅氧层和低压器件区上的第二栅氧层分别与浅沟槽隔离结构形成的台阶高度的差异，进而实现高压器件和低压器件的有效集成。为实现上述目的，本专利技术提供了一种半导体器件的制造方法，包括：提供一具有高压器件区和低压器件区的衬底；刻蚀去除所述高压器件区上的部分厚度的衬底，以在所述高压器件区中形成第一沟槽；形成第一栅氧层于所述第一沟槽中；形成浅沟槽隔离结构于所述高压器件区和所述低压器件区的交界处，所述浅沟槽隔离结构的顶表面高于所述第一栅氧层的顶表面；以及，形成第二栅氧层于所述低压器件区上，所述第二栅氧层的顶表面低于所述浅沟槽隔离结构的顶表面。可选的，所述衬底上还形成有垫氧化层和第一硬掩膜层，刻蚀去除所述高压器件区上的部分厚度的衬底之前，先依次刻蚀去除所述高压器件区上的所述第一硬掩膜层和垫氧化层。可选的，形成所述第一栅氧层的方法包括：采用热氧化工艺，将所述高压器件区上的部分厚度的所述衬底转化并体积膨胀形成为所述第一栅氧层。可选的，形成所述浅沟槽隔离结构的步骤包括：首先，去除所述第一硬掩膜层，并沉积第二硬掩膜层于具有所述第一栅氧层的所述衬底上；然后，刻蚀所述第二硬掩膜层和所述衬底，以在所述高压器件区和所述低压器件区的交界处形成第二沟槽；然后，填充隔离氧化层于所述第二沟槽中，所述隔离氧化层将所述第二硬掩膜层掩埋在内；然后，采用化学机械研磨工艺研磨所述隔离氧化层，并停止在所述第二硬掩膜层的顶表面上；最后，去除所述第二硬掩膜层。可选的，形成所述第二栅氧层的步骤包括：先去除所述低压器件区上的所述垫氧化层，然后采用热氧化工艺在所述低压器件区上形成所述第二栅氧层。可选的，所述第一沟槽在所述高压器件区的衬底中的部分的深度由所述第一栅氧层的厚度和/或所述第一栅氧层的顶表面与所述第二栅氧层的顶表面的高度差决定。可选的，所述第一沟槽在所述高压器件区的衬底中的部分的深度为所述第一栅氧层厚度的0.1～1.0倍。可选的，所述第一栅氧层的顶表面与所述第二栅氧层的顶表面的高度差小于可选的，所述第一栅氧层的厚度为所述第二栅氧层的厚度为本专利技术还提供了一种半导体器件，包括：衬底，具有高压器件区和低压器件区，且所述高压器件区的衬底中形成有沟槽；第一栅氧层，填充于所述沟槽中；第二栅氧层，位于所述低压器件区的衬底表面上；以及，浅沟槽隔离结构，位于所述高压器件区和所述低压器件区的交界处，所述浅沟槽隔离结构的顶表面高于所述第一栅氧层和所述第二栅氧层的顶表面。可选的，所述沟槽在所述高压器件区的衬底中的部分的深度由所述第一栅氧层的厚度和/或所述第一栅氧层的顶表面与所述第二栅氧层的顶表面的高度差决定。可选的，所述沟槽在所述高压器件区的衬底中的部分的深度为所述第一栅氧层厚度的0.1～1.0倍。可选的，所述第一栅氧层的顶表面与所述第二栅氧层的顶表面的高度差小于可选的，所述第一栅氧层的厚度为所述第二栅氧层的厚度为与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术的半导体器件的制造方法，通过刻蚀去除高压器件区上的部分厚度的衬底，以在高压器件区中形成第一沟槽，并在第一沟槽中形成第一栅氧层，使得第一栅氧层的厚度满足高操作电压的同时，也使得第一栅氧层与高压器件区和低压器件区的交界处的浅沟槽隔离结构形成的台阶高度得到增大，进而减小了第一栅氧层和低压器件区上的第二栅氧层分别与浅沟槽隔离结构形成的台阶高度的差异，避免了对后续工艺产生影响，进而实现高压器件和低压器件的有效集成。2、本专利技术的半导体器件，由于高压器件区的衬底中形成有沟槽，同时第一栅氧层填充于沟槽中，使得第一栅氧层的厚度满足高操作电压的同时，也使得第一栅氧层与位于高压器件区和低压器件区的交界处的浅沟槽隔离结构形成的台阶高度增大，进而使得第一栅氧层和位于低压器件区上的第二栅氧层与浅沟槽隔离结构分别形成的台阶高度的差异减小，实现了高压器件和低压器件的有效集成。附图说明图1a～1e是现有的高压器件区和低压器件区上形成栅氧层的器件示意图；图2是本专利技术一实施例的半导体器件的制造方法的流程图；图3a～3I是图2所示的半导体器件的制造方法中的器件示意图。其中，附图1a～3I的附图标记说明如下：10、20-衬底；11、21-高压器件区；12、22-低压器件区；13、23-垫氧化层；14-氮化硅层；24-第一硬掩膜层；15、25-第一栅氧层；16、28-浅沟槽隔离结构；17、29-第二栅氧层；26-第二硬掩膜层；27-隔离氧化层；H1、H2、H3、H4-台阶高度；L1-分界线。具体实施方式为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图2～3I对本专利技术提出的半导体器件及其制造方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术一实施例提供一种半导体器件的制造方法，参阅图2，图2是本专利技术一实施例的半导体器件的制造方法的流程图，所述半导体器件的制造方法包括：步骤S2-A、提供一具有高压器件区和低压器件区的衬底；步骤S2-B、刻蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供一具有高压器件区和低压器件区的衬底；刻蚀去除所述高压器件区上的部分厚度的衬底，以在所述高压器件区中形成第一沟槽；形成第一栅氧层于所述第一沟槽中；形成浅沟槽隔离结构于所述高压器件区和所述低压器件区的交界处，所述浅沟槽隔离结构的顶表面高于所述第一栅氧层的顶表面；以及，形成第二栅氧层于所述低压器件区上，所述第二栅氧层的顶表面低于所述浅沟槽隔离结构的顶表面。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供一具有高压器件区和低压器件区的衬底；刻蚀去除所述高压器件区上的部分厚度的衬底，以在所述高压器件区中形成第一沟槽；形成第一栅氧层于所述第一沟槽中；形成浅沟槽隔离结构于所述高压器件区和所述低压器件区的交界处，所述浅沟槽隔离结构的顶表面高于所述第一栅氧层的顶表面；以及，形成第二栅氧层于所述低压器件区上，所述第二栅氧层的顶表面低于所述浅沟槽隔离结构的顶表面。2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述衬底上还形成有垫氧化层和第一硬掩膜层，刻蚀去除所述高压器件区上的部分厚度的衬底之前，先依次刻蚀去除所述高压器件区上的所述第一硬掩膜层和垫氧化层。3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述第一栅氧层的方法包括：采用热氧化工艺，将所述高压器件区上的部分厚度的所述衬底转化并体积膨胀形成为所述第一栅氧层。4.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述浅沟槽隔离结构的步骤包括：首先，去除所述第一硬掩膜层，并沉积第二硬掩膜层于具有所述第一栅氧层的所述衬底上；然后，刻蚀所述第二硬掩膜层和所述衬底，以在所述高压器件区和所述低压器件区的交界处形成第二沟槽；然后，填充隔离氧化层于所述第二沟槽中，所述隔离氧化层将所述第二硬掩膜层掩埋在内；然后，采用化学机械研磨工艺研磨所述隔离氧化层，并停止在所述第二硬掩膜层的顶表面上；最后，去除所述第二硬掩膜层。5.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，形成所述第二栅氧层的步骤包括：先去除所述低压器件区上的所述垫氧化层，然后采用热氧化工艺在所述低压器件区上形成所述第二栅氧层...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东光，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42