半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，其中半导体结构包括：衬底，衬底包括隔离区；位于隔离区上的底层电极板，底层电极板在隔离区表面上具有第一投影图形；位于底层电极板上的第一绝缘层；位于第一绝缘层上的中层电极板，中层电极板在隔离区表面上具有第二投影图形，第一投影图形在第二投影图形的范围内；位于中层电极板上的第二绝缘层；位于第二绝缘层上的顶层电极板。由于底层电极板的第一投影图形在中层电极板的第二投影图形的范围内，因此可以利用中层电极板将数字隔离器中产生的电场向外引出部分，进而使得承载在顶层电极板边缘处的电场强度降低，有效降低数字隔离器被高压击穿的风险，进而使得数字隔离器的击穿电压提升。进而使得数字隔离器的击穿电压提升。进而使得数字隔离器的击穿电压提升。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


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

技术介绍

[0002]数字隔离器是以二氧化硅为电介质绝缘体材料，具有很稳定的可靠性和耐用性，同时具有很好的抗磁干扰能力和抗瞬态电压能力。其高可靠性和高速性，正逐步替代传统的光耦隔离器，在新能源、电信基站、智能电表、电动汽车(200～400V电池管理/充电桩)等新兴产业链广泛应用。
[0003]然而，现有技术中的数字隔离器的性能仍有待提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提升数字隔离器的击穿电压。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底包括隔离区；位于所述隔离区上的底层电极板，所述底层电极板在所述隔离区表面上具有第一投影图形；位于所述底层电极板上的第一绝缘层；位于所述第一绝缘层上的中层电极板，所述中层电极板在所述隔离区表面上具有第二投影图形，所述第一投影图形在所述第二投影图形的范围内；位于所述中层电极板上的第二绝缘层；位于所述第二绝缘层上的顶层电极板，所述顶层电极板在所述隔离区表面上具有第三投影图形，所述第三投影图形在所述第二投影图形的范围内。
[0006]可选的，所述中层电极板的材料包括：氮化钛。
[0007]可选的，所述中层电极板的厚度为：0.1微米～0.2微米。
[0008]可选的，所述第一投影图形的边缘与所述第二投影图形的边缘距离为0.1微米～1微米。r/>[0009]可选的，还包括：位于所述第二绝缘层上的电场缓冲结构，所述电场缓冲结构的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压。
[0010]可选的，所述电场缓冲结构包括：位于所述第二绝缘层上的第一电场缓冲层，所述第一电场缓冲层的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压、以及位于所述第一电场缓冲层上的第二电场缓冲层，所述第二电场缓冲层的击穿电压小于所述第一电场缓冲层的击穿电压。
[0011]可选的，所述第一电场缓冲层的材料包括：氮化硅；所述第二电场缓冲层的材料包括：氮化硅。
[0012]可选的，所述第一电场缓冲层的厚度为：0.3微米～0.6微米；所述第二电场缓冲层的厚度为：0.2微米～0.4微米。
[0013]可选的，所述第一绝缘层的材料包括：氧化硅；所述第二绝缘层的材料包括：氧化硅。
[0014]可选的，所述第一绝缘层的厚度为：9微米～13微米；所述第二绝缘层的厚度为：9微米～13微米。
[0015]可选的，所述隔离区内具有隔离结构。
[0016]可选的，所述衬底还包括：器件区，所述器件内具有器件结构；所述半导体结构还包括：位于所述器件区上的数字电路结构。
[0017]可选的，所述器件结构包括：晶体管。
[0018]相应的，本专利技术的技术方案中还提供了一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括隔离区；在所述衬底上形成底层电极板，所述底层电极板在所述隔离区表面上具有第一投影图形；在所述底层电极板上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成中层电极板，所述中层电极板在所述隔离区表面上具有第二投影图形，所述第一投影图形在所述第二投影图形的范围内；在所述中层电极板上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层上形成顶层电极板，所述顶层电极板在所述隔离区表面上具有第三投影图形，所述第三投影图形在所述第二投影图形的范围内。
[0019]可选的，所述中层电极板的材料包括：氮化钛。
[0020]可选的，所述中层电极板的厚度为：0.1微米～0.2微米。
[0021]可选的，所述第一投影图形的边缘与所述第二投影图形的边缘距离为0.1微米～1微米。
[0022]可选的，所述中层电极板的形成方法包括：在所述第一绝缘层上形成中层电极材料层；在所述中层电极材料层上形成图形化层，所述图形化层暴露出部分所述中层电极材料层的顶部表面；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述中层电极材料层，直至暴露出所述第一绝缘层的顶部表面为止，形成所述中层电极板。
[0023]可选的，在形成所述第二绝缘层之后，且在形成所述顶层电极板之前，还包括：在所述第二绝缘层上形成电场缓冲结构，所述电场缓冲结构的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压。
[0024]可选的，所述电场缓冲结构包括：位于所述第二绝缘层上的第一电场缓冲层，所述第一电场缓冲层的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压、以及位于所述第一电场缓冲层上的第二电场缓冲层，所述第二电场缓冲层的击穿电压小于所述第一电场缓冲层的击穿电压。
[0025]可选的，所述第一电场缓冲层的材料包括：氮化硅；所述第二电场缓冲层的材料包括：氮化硅。
[0026]可选的，所述第一电场缓冲层的厚度为：0.3微米～0.6微米；所述第二电场缓冲层的厚度为：0.2微米～0.4微米。
[0027]可选的，所述第一绝缘层的材料包括：氧化硅；所述第二绝缘层的材料包括：氧化硅。
[0028]可选的，所述第一绝缘层的厚度为：9微米～13微米；所述第二绝缘层的厚度为：9微米～13微米。
[0029]可选的，所述隔离区内具有隔离结构。
[0030]可选的，所述衬底还包括：器件区，所述器件内具有器件结构；在形成所述底层电极板、中层电极板以及顶层电极板的过程中，还包括：在所述器件区上形成数字电路结构。
[0031]可选的，所述器件结构包括：晶体管。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0033]在本专利技术技术方案的半导体结构中，包括位于所述底层电极板和所述顶层电极板之间的中层电极板，且所述底层电极板的第一投影图形在所述中层电极板的第二投影图形的范围内。由于所述底层电极板的第一投影图形和所述顶层电极板的第三投影图形均在所述中层电极板的第二投影图形的范围内，因此可以利用所述中层电极板将由所述底层电极板、第一绝缘层、第二绝缘层以及顶层电极板所构成的数字隔离器中产生的电场向外引出部分，进而使得承载在所述顶层电极板边缘处的电场强度降低，有效降低所述数字隔离器被高压击穿的风险，进而使得所述数字隔离器的击穿电压提升。
[0034]进一步，还包括：位于所述第二绝缘层上的电场缓冲结构，所述电场缓冲结构的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压。由于所述电场缓冲结构的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压，对应的所述电场缓冲结构内的电场强度小于所述第二绝缘层内的电场强度，使得自所述中层电极板到所述顶层电极板之间的电场呈梯度递减分布，降低了所述中层电极板与所述顶层电极板之间被瞬时高压击穿的风险。
[0035]在本专利技术技术方案的半导体结构的形成方法中，通过在所述底层电极板和所述顶层电极板之间形成中层电极板，且所述底层电极板的第一投影图形在所述中层电极板的第二投影图形的范围内。由于所述底层电极板的第一投影图形和所述顶层电极板的第三投影图形均在所述中层电极板的第二投影图形的范围内，因此可以利用所述中层电极板将由所述底层电极板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括隔离区；位于所述隔离区上的底层电极板，所述底层电极板在所述隔离区表面上具有第一投影图形；位于所述底层电极板上的第一绝缘层；位于所述第一绝缘层上的中层电极板，所述中层电极板在所述隔离区表面上具有第二投影图形，所述第一投影图形在所述第二投影图形的范围内；位于所述中层电极板上的第二绝缘层；位于所述第二绝缘层上的顶层电极板，所述顶层电极板在所述隔离区表面上具有第三投影图形，所述第三投影图形在所述第二投影图形的范围内。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述中层电极板的材料包括：氮化钛。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述中层电极板的厚度为：0.1微米～0.2微米。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一投影图形的边缘与所述第二投影图形的边缘距离为0.1微米～1微米。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于所述第二绝缘层上的电场缓冲结构，所述电场缓冲结构的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压。6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述电场缓冲结构包括：位于所述第二绝缘层上的第一电场缓冲层，所述第一电场缓冲层的击穿电压小于所述第二绝缘层的击穿电压、以及位于所述第一电场缓冲层上的第二电场缓冲层，所述第二电场缓冲层的击穿电压小于所述第一电场缓冲层的击穿电压。7.如权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，所述第一电场缓冲层的材料包括：氮化硅；所述第二电场缓冲层的材料包括：氮化硅。8.如权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，所述第一电场缓冲层的厚度为：0.3微米～0.6微米；所述第二电场缓冲层的厚度为：0.2微米～0.4微米。9.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一绝缘层的材料包括：氧化硅；所述第二绝缘层的材料包括：氧化硅。10.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度为：9微米～13微米；所述第二绝缘层的厚度为：9微米～13微米。11.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述隔离区内具有隔离结构。12.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底还包括：器件区，所述器件内具有器件结构；所述半导体结构还包括：位于所述器件区上的数字电路结构。13.如权利要求13所述的半导体结构，其特征在于，所述器件结构包括：晶体管。14.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括隔离区；在所述衬底上形成底层电极板，所述底层电极板在所述隔离区表面上具有第一投影图形；在所述底层电极板上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成中层电极板，所述中层电极板在所述隔离区表面上具有第二
投影图形，所述第一投影图形在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜义琛，张艳红，陈秋颖，丁亚，张书玉，杨林宏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：