半导体结构及其形成方法技术

本发明专利技术实施例提供一种半导体结构及其形成方法，提供初始衬底，所述初始衬底表面包括相邻的阱区和漂移区，其中，以所述阱区和与所述漂移区朝向所述阱区的部分区域为鳍部区，以所述漂移区背离所述阱区的部分区域为平台区；在所述鳍部区内去除部分区域的部分厚度的初始衬底，形成衬底、鳍部和与所述鳍部邻接的平台，其中，以剩余厚度的初始衬底为衬底，以所述鳍部区内凸出于所述衬底的初始衬底为鳍部，以所述平台区内凸出于所述衬底的初始衬底为平台；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分漂移区和部分阱区；在所述阱区内形成源极，在所述漂移区内形成漏极。本发明专利技术实施例能够改善半导体结构的电学性能。例能够改善半导体结构的电学性能。例能够改善半导体结构的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]半导体器件是导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件，可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。现有常用的半导体器件包括：场效应晶体管、双极型晶体管以及晶体二级管等。其中，特别是横向扩散金属氧化物半导体(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)，由于其更容易与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductors，CMOS)的逻辑工艺兼容而被广泛应的用于功率集成电路中。
[0003]在半导体制造中，随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，为了适应更小的特征尺寸，晶体管的沟道长度也相应不断缩短。然而，随着器件沟道长度的缩短，器件源极与漏极间的距离也随之缩短，因此栅极结构对沟道的控制能力随之变差，栅极电压夹断(pinch off)沟道的难度也越来越大，使得亚阈值漏电(subthreshold leakage)现象，即所谓的短沟道效应(SCE：short
‑
channel effects)更容易发生。
[0004]因此，为了更好的适应特征尺寸的减小，半导体工艺逐渐开始从平面晶体管向具有更高功效的三维立体式的晶体管过渡，如LDMOS鳍式场效应晶体管，这种器件结构中，栅极结构至少可以从两侧对超薄体(鳍部)进行控制，与平面LDMOS相比，栅极结构对沟道的控制能力更强，能够很好的抑制短沟道效应；且相对于其他器件，与现有集成电路制造具有更好的兼容性。
[0005]但是，现有技术所形成的半导体器件的电学性能仍有待提高。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的问题是如何提供一种半导体结构及其形成方法，以改善器件的电学性能。
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种半导体结构的形成方法，包括：
[0008]提供初始衬底，所述初始衬底表面包括相邻的阱区和漂移区，其中，以所述阱区和与所述漂移区朝向所述阱区的部分区域为鳍部区，以所述漂移区背离所述阱区的部分区域为平台区；
[0009]在所述鳍部区内去除部分区域的部分厚度的初始衬底，形成衬底、鳍部和与所述鳍部邻接的平台，其中，以剩余厚度的初始衬底为衬底，以所述鳍部区内凸出于所述衬底的初始衬底为鳍部，以所述平台区内凸出于所述衬底的初始衬底为平台；
[0010]形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分漂移区和部分阱区；
[0011]在所述阱区内形成源极，在所述漂移区内形成漏极。
[0012]相应的，本专利技术还提供了一种半导体结构，包括：
[0013]衬底，所述衬底表面包括相邻的阱区和漂移区，所述阱区和与所述漂移区朝向所
述阱区的部分区域为鳍部区，所述漂移区背离所述阱区的部分区域为平台区；
[0014]位于所述鳍部区的凸出于所述衬底的鳍部，位于所述平台区的凸出于所述衬底的平台，所述鳍部和所述平台相邻接；
[0015]横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分漂移区和部分阱区；
[0016]位于所述阱区内的源极，以及位于所述漂移区内的漏极。
[0017]与现有技术相比，本专利技术实施例在形成鳍部时，还形成有与所述鳍部邻接的平台，并形成至少包括所述平台的漂移区，从而使得本专利技术实施例中的漏极接高压时，能够基于漂移区的平台进行分压，从而避免器件击穿，从而提高器件的性能。
附图说明
[0018]图1是一种半导体结构的形成方法对应的结构示意图；
[0019]图2至图18是本专利技术实施例所提供的半导体结构的形成方法一实施例中各步骤对应的结构示意图；
[0020]图19是本专利技术所提供的半导体结构对应的结构示意图。
具体实施方式
[0021]目前所形成的器件仍有性能不佳的问题。现结合一种半导体结构的形成方法分析器件性能不佳的原因。
[0022]参考图1，示出了一种用于形成LDMOS器件的半导体结构，包括源极180、漏极190和栅极170，所述栅极横跨部分阱区10A和漂移区10B，源极180形成在阱区10A中，漏极190形成在漂移区10B中，其中漏极190和源极180同时形成在鳍部130上，在漏极接通的电压不宜过高，否则容易造成器件击穿，影响了器件的性能。
[0023]为了解决所述技术问题，本专利技术提供了一种半导体结构的形成方法，包括：提供初始衬底，所述初始衬底表面包括相邻的阱区和漂移区，其中，以所述阱区和与所述漂移区朝向所述阱区的部分区域为鳍部区，以所述漂移区背离所述阱区的部分区域为平台区；在所述鳍部区内去除部分区域的部分厚度的初始衬底，形成衬底、鳍部和与所述鳍部邻接的平台，其中，以剩余厚度的初始衬底为衬底，以所述鳍部区内凸出于所述衬底的初始衬底为鳍部，以所述平台区内凸出于所述衬底的初始衬底为平台；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分漂移区和部分阱区；在所述阱区内形成源极，在所述漂移区内形成漏极。
[0024]可以看出，本专利技术实施例在形成鳍部时，还形成有与所述鳍部邻接的平台，并形成至少包括所述平台的漂移区，从而使得本专利技术实施例中的漏极接高压时，能够基于漂移区的平台进行分压，从而避免器件击穿，从而提高器件的性能。
[0025]需要进一步说明的是，参考图1中的结构，在漏极接通电压时，设有漂移区10B的鳍部尖端电场会很高，极易造成HCI(Hot Carrier Injection，热载流子注入)效应，从而影响器件的性能。而本专利技术实施例提供的半导体结构中，形成在平台内的漂移区则由于不具有鳍部中的尖端，从而不易出现HCI效应，进一步提高了器件的性能。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0027]参考图2
‑
图18，为本专利技术实施例所提供的半导体结构的形成方法一实施例中的各步骤对应的结构示意图。
[0028]参考图2
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图3，其中，图3为图2沿AA
’
方向的得到的剖视图。具体的，提供初始衬底200，所述初始衬底表面包括相邻的阱区20A和漂移区20B，其中，以所述阱区20A和与所述漂移区20B朝向所述阱区的部分区域为鳍部区I，以所述漂移区20B背离所述阱区20A的部分区域为平台区II。
[0029]所述初始衬底用于为后续形成衬底以及鳍部和与所述鳍部邻接的平台提供相应的工艺基础，所述初始衬底还用于为后续形成半导体结构提供工艺基础。
[0030]本实施例中，所述初始衬底的材料为硅。在其他实施例中，所述初始衬底的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等其他材料，所述初始衬底还能够为绝缘体上的硅基底或者绝缘体上的锗基底等其他类型的基底。所述初始衬底的材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供初始衬底，所述初始衬底表面包括相邻的阱区和漂移区，其中，以所述阱区和与所述漂移区朝向所述阱区的部分区域为鳍部区，以所述漂移区背离所述阱区的部分区域为平台区；在所述鳍部区内去除部分区域的部分厚度的初始衬底，形成衬底、鳍部和与所述鳍部邻接的平台，其中，以剩余厚度的初始衬底为衬底，以所述鳍部区内凸出于所述衬底的初始衬底为鳍部，以所述平台区内凸出于所述衬底的初始衬底为平台；形成横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖部分漂移区和部分阱区；在所述阱区内形成源极，在所述漂移区内形成漏极。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述栅极结构邻接所述平台，或者，所述栅极结构与所述平台的距离小于或等于10nm～200nm。3.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述形成横跨所述鳍部的栅极结构之后，还包括：在所述栅极结构朝向所述平台一侧形成阻挡层，且所述阻挡层覆盖至少部分所述漂移区。4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述在所述鳍部区内去除部分区域的部分厚度的初始衬底，包括：在所述初始衬底上形成图形化的第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露所述鳍部区和所述平台区的部分初始衬底；在所述第一掩膜层上形成图形化的第二掩膜层，所述第二掩膜层覆盖所述平台区的第一掩膜层，暴露所述鳍部区的第一掩膜层；以所述第一掩膜层和所述第二掩膜层为掩膜，刻蚀去除部分厚度的初始衬底，在所述鳍部区内形成衬底和凸出于所述衬底的鳍部。5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述在所述鳍部区内去除部分区域的部分厚度的初始衬底的步骤中，所述刻蚀去除部分厚度的初始衬底之后，还包括：去除所述第二掩膜层；在所述衬底具有所述鳍部一侧形成牺牲层，所述牺牲层覆盖所述衬底、鳍部和所述第一掩膜层；去除部分厚度的牺牲层，直至露出部分第一掩膜层；刻蚀去除所述第一掩膜层；刻蚀去除所述第一掩膜层后，去除所述牺牲层。6.如权利要求5所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层为旋涂碳层或有机介电层。7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述鳍部区包括隔离区，所述隔离区位于所述鳍部区背离所述平台区一侧，在所述鳍部区内去除部分区域的部分厚度的初始衬底之后，形成横跨所述鳍部的栅极结构之前，还包括：去除所述隔离区内的鳍部，形成隔离沟槽；在所述鳍部区内形成覆盖所述衬底的隔离材料层，其中，以所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海，张进书，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：