Ldmos sti结构及工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种LDMOS STI结构，该STI结构作为LDMOS漂移区场板介质，所述的STI结构是复合沟槽，沟槽内由热氧化层包裹HDP氧化层。本发明所述的LDMOS STI结构，即解决了常规STI深度深，导通电阻无法优化的问题，以及底部拐角比较尖而电场集中的问题；又可以很好的解决STI浅的时候，化学淀积氧化层介质可靠性的问题。从而提升了器件的导通能力，并且提高了耐压能力。本发明还公开了所述LDMOS STI结构的工艺方法。
【专利说明】
LDMOS ST丨结构及工艺方法
技术领域
[0001] 本发明涉及半导体器件制造领域，特别是指一种LDMOS STI结构。本发明还涉及所 述LDMOS STI结构的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 在0.18μπι B⑶工艺中，使用常规STK浅槽隔离结构）作为LDMOS漂移区场板介质， 常规STI工艺的LDMOS结构如图1所示，图中在P型外延1中具有常规的STI沟槽，该沟槽一侧 为漏区，沟槽的一部分位于多晶硅栅极之下。由于其STI的深度和刻蚀角度的限制，LDMOS的 耐压和导通电阻无法做到最优化。主要原因是因为作为隔离使用的STI，其深度约3300Α，其 角度约80度，仿真和实际的硅结果表面，其导电通路上的Idl in电流受这层STI的影响很大， 所以无法实现低导通电阻的LDM0S。
[0003] 另一方面，由于STI的填充介质使用的是化学淀积的氧化层HDP(HDP:高密度等离 子体氧化层），而不是热氧化层，即STI沟槽内只有HDP氧化层，如图2所示，所以介质的可靠 性没有Locos(局部场氧化)工艺的氧化层好，影响到了 LDMOS的耐压和可靠性。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种LDMOS的STI结构，优化导通电阻，提高 耐压能力。
[0005] 本发明说要解决的另一技术问题在于提供所述LDMOS的STI结构的工艺方法。
[0006] 为解决上述问题，本发明所述的LDMOS STI结构，该STI结构作为LDMOS漂移区场板 介质，所述的STI结构是复合沟槽，沟槽内由热氧化层包裹HDP氧化层。
[0007] 为解决上述问题，本发明所述的LDMOS STI结构的工艺方法，包含如下的工艺步 骤：
[0008] 步骤1，在P型外延上一次生长一层二氧化硅层及一层氮化硅层；
[0009] 步骤2,光刻定义并刻蚀形成STI沟槽；
[0010] 步骤3,在STI沟槽内淀积一层热氧化层；
[0011] 步骤4,再进行STI沟槽的光刻及刻蚀，形成的STI沟槽深度大于步骤2形成的STI沟 槽；
[0012] 步骤5,对所有STI沟槽进行HDP氧化层淀积，再进行CMP去除外延表面的氮化硅层 及二氧化硅。
[0013]所述步骤1中，二氧化硅层的厚度为150~25QA，氮化硅的厚度为1600~1700:4。
[0014] 所述步骤3中，通过热氧化层法生成的热氧化层的厚度为〇~1100A。
[0015] 本发明所述的LDMOS STI结构，即解决了常规STI深度深，导通电阻无法优化的问 题，以及底部拐角比较尖而电场集中的问题;又可以很好的解决STI浅的时候，HDP氧化层介 质可靠性的问题。从而提升了器件的导通能力，并且提高了耐压能力。
【附图说明】
[0016]图1是常规LDMOS器件的结构简图，其具有普通的STI结构。
[0017] 图2是常规LDMOS STI形貌显微图。
[0018] 图3~7是本发明LDMOS STI结构形成工艺步骤图。
[0019]图8是本发明形成的STI结构形貌显微图。
[0020] 图9是本发明LDMOS STI结构形成工艺流程图。
[0021]附图标记说明
[0022] 1是P型外延，2是氧化硅层，3是氮化硅层，4是HDP氧化层。
【具体实施方式】
[0023]本发明所述的LDMOS STI结构，该STI结构作为LDMOS漂移区场板介质，所述的STI 结构是复合沟槽，如图7所示，STI沟槽内由热氧化层2包裹HDP氧化层4。
[0024] 本发明主要解决了0.18μπι B⑶制程上，常规STI工艺场板结构的LDMOS导通电阻无 法优化的问题。该STI结构，通过引入一层较浅的STI制程，再在这层浅STI内生长一层1000Α 左右的热氧化层。后续再进行常规淀积HDP氧化层并CMP的工序。
[0025]通过这种新型的STI结构，形成的STI沟槽形貌如图8所示，其STI沟槽侧壁底部圆 滑，即解决了常规STI深度过深，导通电阻无法优化的问题，以及底部拐角比较尖而电场集 中的问题;又可以解决STI浅的时候，HDP氧化层介质可靠性的问题。从而提升了器件的导通 能力，并且提高了耐压能力。对〇·18μπι B⑶工艺LDMOS STI结构漂移区进行了优化。
[0026]另外，本发明提供所述的LDMOS STI结构的工艺方法，如图3~7所示，包含如下的 工艺步骤：
[0027] 步骤1，在P型外延上一次生长一层厚度为150~250Α的二氧化硅层，本实施例选用 2QQA:，以及一层厚度为1600~1700Α的氮化硅层。本实施例选用1650Α。如图3。
[0028] 步骤2，光刻定义并刻蚀形成STI沟槽。如图4。
[0029] 步骤3，如图5所示，在STI沟槽内淀积一层厚度为9Q0~IIOOA的热氧化层，本实施 例选择10GOA。
[0030] 步骤4,如图6所示，再进行STI沟槽的光刻及刻蚀，形成的STI沟槽深度大于步骤2 形成的STI沟槽。
[0031] 步骤5,如图7所示，对所有STI沟槽进行HDP氧化层淀积，再进行CMP去除外延表面 的氮化硅层及二氧化硅。
[0032]上述方法形成的STI沟槽的显微图如图8所示，沟槽底部边缘与沟槽侧壁的过渡变 得平滑，没有明显的台阶感，沟槽内填充的氧化层为热氧化加 HDP淀积工艺形成，使器件具 有较好的导通能力及耐压能力。
[0033]以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来 说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种LDMOS STI结构，该STI结构作为LDMOS漂移区场板介质，其特征在于:所述的STI 结构是复合沟槽，沟槽内由热氧化层包裹皿P氧化层。2. 制造如权利要求1的所述LDMOS STI结构的工艺方法，其特征在于:包含如下的工艺 步骤： 步骤1，在P型外延上一次生长一层二氧化娃层及一层氮化娃层； 步骤2,光刻定义并刻蚀形成STI沟槽； 步骤3，在STI沟槽内淀积一层热氧化层； 步骤4,再进行STI沟槽的光刻及刻蚀，形成的STI沟槽深度大于步骤2形成的STI沟槽； 步骤5,对所有STI沟槽进行HDP氧化层淀积，再进行CMP去除外延表面的氮化娃层及二 氧化娃。3. 如权利要求2的所述LDMOS STI结构的工艺方法，其特征在于:所述步骤1中，二氧化 娃层的厚度为1加~巧0A，氮化娃的厚度为1(说日~1700A。4. 如权利要求2的所述LDMOS STI结构的工艺方法，其特征在于:所述步骤3中，通过热 氧化层法生成的热氧化层的厚度为9朋~110姐。
【文档编号】H01L29/78GK105914179SQ201610470539
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】邢军军
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司