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，所述半导体器件包括：衬底，所述衬底中形成有沟槽填充结构围成的有源区；高温氧化层和位于所述高温氧化层一侧的至少一个沟槽，所述高温氧化层形成于所述有源区的衬底上，所述至少一个沟槽形成于所述有源区的衬底中，所述沟槽的底壁高于所述沟槽填充结构的底面；栅介质层，形成于所述沟槽的内壁以及所述沟槽外围的衬底上，所述沟槽外围的衬底上的所述栅介质层的厚度小于所述高温氧化层的厚度；以及，栅极层，形成于所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上。本发明专利技术的技术方案使得能够在不降低击穿电压的同时，还能使得导通电阻降低。

【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
横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS，lateraldouble-diffusedMOS)现在被广泛应用于功率集成电路(powerICs)中，LDMOS最重要的参数是导通电阻(Ron)和击穿电压(BV)，导通电阻越小越好，击穿电压越大越好，二者是相互矛盾的。当通过调整离子注入条件、场板区的大小以及器件尺寸等方式优化了导通电阻和击穿电压之后，若要进一步降低导通电阻，则会导致击穿电压降低，若要进一步提高击穿电压，则会导致导通电阻增大。例如图1a和图1b所示的是现有的LDMOS的结构，根据版图定义出有源区A1，LDMOS包括衬底10、位于有源区的衬底10中的体区11和漂移区12、位于体区11中的体接触区15和源极区16以及位于漂移区12中的漏极区17；LDMOS还包括位于衬底10上的栅介质层131和场氧化层132，场氧化层132位于栅介质层131的一侧，栅极层14的一部分位于沟道上方，另一部分则横向扩展至场氧化层132的上方，该栅极层14位于沟道上方的这部分构成了该LDMOS的栅极区，而延伸至场氧化层132的部分构成了场板。场氧化层132的厚度大于栅介质层131的厚度，栅介质层131和部分的场氧化层132上覆盖有栅极层14；栅介质层131和栅极层14从体区11延伸至漂移区12上，场氧化层132位于漂移区12上，体接触区15和源极区16位于栅极层14的远离场氧化层132的一侧的体区11中。图1a和图1b所示的LDMOS虽然由于部分较厚的场氧化层132位于栅极层14的下方，使得增加了击穿电压，但是，如何在保证击穿电压不变的同时，使得进一步降低导通电阻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，能够在不降低击穿电压的同时，还能使得导通电阻降低。为实现上述目的，本专利技术提供了一种半导体器件，包括：衬底，所述衬底中形成有沟槽填充结构围成的有源区；高温氧化层和位于所述高温氧化层一侧的至少一个沟槽，所述高温氧化层形成于所述有源区的衬底上，所述至少一个沟槽形成于所述有源区的衬底中，所述沟槽的底壁高于所述沟槽填充结构的底面；栅介质层，形成于所述沟槽的内壁以及所述沟槽外围的衬底上，所述沟槽外围的衬底上的所述栅介质层的厚度小于所述高温氧化层的厚度；以及，栅极层，形成于所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上。可选的，所述沟槽紧靠所述高温氧化层。可选的，所有的所述沟槽在垂直于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向上的长度大于在平行于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向上的长度。可选的，所述半导体器件包括至少两个沟槽，所有的所述沟槽沿着平行于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向依次排列。可选的，所述高温氧化层的两端与所述沟槽填充结构的侧壁顶部接触；所述栅极层的两端从所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上延伸至所述沟槽填充结构上。可选的，所述半导体器件还包括形成于所述有源区的衬底中的体区和漂移区，所述体区与所述漂移区的交界处位于所述栅极层的下方，所述高温氧化层位于所述漂移区的上方，所述沟槽从所述漂移区延伸至所述体区。可选的，所述半导体器件还包括源极区和漏极区，所述源极区位于所述栅极层的远离所述高温氧化层的体区中，所述漏极区位于所述高温氧化层的背向所述源极区一侧的漂移区中。可选的，所述沟槽的背向所述高温氧化层的一端超出所述栅极层的背向所述高温氧化层的一端，且所述沟槽的背向所述高温氧化层的一端延伸至所述源极区上。本专利技术还提供了一种半导体器件的制造方法，包括：提供一衬底，所述衬底中形成有沟槽填充结构围成的有源区；形成至少一个沟槽于所述有源区的衬底中以及形成高温氧化层于所述有源区的衬底上，所述沟槽的底壁高于所述沟槽填充结构的底面，所述至少一个沟槽位于所述高温氧化层的一侧；形成栅介质层于所述沟槽的内壁以及所述沟槽外围的衬底上，所述沟槽外围的衬底上的所述栅介质层的厚度小于所述高温氧化层的厚度；以及，形成栅极层于所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上。可选的，所述沟槽紧靠所述高温氧化层。可选的，所有的所述沟槽在垂直于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向上的长度大于在平行于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向上的长度。可选的，先形成至少一个沟槽于所述有源区的衬底中，再形成高温氧化层于所述有源区的衬底上；或者，先形成高温氧化层于所述有源区的衬底上，再形成至少一个沟槽于所述有源区的衬底中。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，由于包括高温氧化层和位于所述高温氧化层一侧的至少一个沟槽，所述高温氧化层形成于有源区的衬底上，所述至少一个沟槽形成于所述有源区的衬底中，所述沟槽的底壁高于所述沟槽填充结构的底面；形成于所述沟槽的内壁以及所述沟槽外围的衬底上的栅介质层，所述沟槽外围的衬底上的所述栅介质层的厚度小于所述高温氧化层的厚度；以及，形成于所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上的栅极层，使得能够在不降低击穿电压的同时，还能使得导通电阻降低。2、本专利技术的半导体器件的制造方法，通过形成至少一个沟槽于所述有源区的衬底中以及形成高温氧化层于有源区的衬底上，所述沟槽的底壁高于所述沟槽填充结构的底面，所述至少一个沟槽位于所述高温氧化层的一侧；形成栅介质层于所述沟槽的内壁以及所述沟槽外围的衬底上，所述沟槽外围的衬底上的所述栅介质层的厚度小于所述高温氧化层的厚度；以及，形成栅极层于所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上，使得能够在不降低击穿电压的同时，还能使得导通电阻降低。附图说明图1a是现有的一种LDMOS的版图；图1b是图1a所示的LDMOS沿AA’方向的剖面示意图；图2a是本专利技术一实施例的半导体器件的版图；图2b是图2a所示的半导体器件沿BB’方向的剖面示意图；图2c是图2a所示的半导体器件沿CC’方向的剖面示意图；图2d是图2a所示的半导体器件沿DD’方向的剖面示意图；图2e是图2a所示的半导体器件沿EE’方向的剖面示意图；图2f是本专利技术另一实施例的半导体器件的版图；图2g是图2f所示的半导体器件沿FF’方向的剖面示意图；图3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4a～图4o是图3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～图4o的附图标记说明如下：10-衬底；11-体区；12-漂移区；131-栅介质层；132-场氧化层；14-栅极层；15-体接触区；16-源极区；17-漏极区；20-衬底；201-垫氧化层；202-氮化硅层；21-沟槽填充结构；211-第一沟槽；22-第二沟槽、沟槽；23-高温氧化层；231-绝缘材料层；24-栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：/n衬底，所述衬底中形成有沟槽填充结构围成的有源区；/n高温氧化层和位于所述高温氧化层一侧的至少一个沟槽，所述高温氧化层形成于所述有源区的衬底上，所述至少一个沟槽形成于所述有源区的衬底中，所述沟槽的底壁高于所述沟槽填充结构的底面；/n栅介质层，形成于所述沟槽的内壁以及所述沟槽外围的衬底上，所述沟槽外围的衬底上的所述栅介质层的厚度小于所述高温氧化层的厚度；以及，/n栅极层，形成于所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底中形成有沟槽填充结构围成的有源区；
高温氧化层和位于所述高温氧化层一侧的至少一个沟槽，所述高温氧化层形成于所述有源区的衬底上，所述至少一个沟槽形成于所述有源区的衬底中，所述沟槽的底壁高于所述沟槽填充结构的底面；
栅介质层，形成于所述沟槽的内壁以及所述沟槽外围的衬底上，所述沟槽外围的衬底上的所述栅介质层的厚度小于所述高温氧化层的厚度；以及，
栅极层，形成于所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上。


2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述沟槽紧靠所述高温氧化层。


3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所有的所述沟槽在垂直于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向上的长度大于在平行于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向上的长度。


4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括至少两个沟槽，所有的所述沟槽沿着平行于所述高温氧化层的所述一侧的边缘方向依次排列。


5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述高温氧化层的两端与所述沟槽填充结构的侧壁顶部接触；所述栅极层的两端从所述栅介质层上以及靠近所述沟槽的部分所述高温氧化层上延伸至所述沟槽填充结构上。


6.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括形成于所述有源区的衬底中的体区和漂移区，所述体区与所述漂移区的交界处位于所述栅极层的下方，所述高温氧化层位于所述漂移区的上方，所述沟槽从所述漂移区延伸至所述体区。


7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：程亚杰，
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