半导体器件及其制作方法与流程

【】本发明涉及半导体，具体涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

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背景技术：

1、集成电路中的电子元器件主要包括mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，导通电阻(ron)和击穿电压(bv)是衡量mos晶体管的重要参数，通常来说，导通电阻越小越好，击穿电压越大越好，但这两者往往是相互矛盾的，当通过调整离子注入条件、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。

2、横向双扩散金属氧化物半导体(lateral double-diffused mos，ldmos)是一种双扩散结构的功率器件，相较于普通的mos晶体管而言，ldmos晶体管在源极和漏极之间增加了低掺杂的漂移区，栅极扩展延伸到漂移区的场氧上面，充当场板，当半导体器件被阻断时，漂移区会形成耗尽电场而使载流子发生漂移。由于在ldmos晶体管中，漂移区对源极和漏极之间的电场具有缓冲作用，比如，当ldmos晶体管接高压时，电压的一部分会降落在漂移区上，故能够承受更高的电压，进而有利于提高击穿电压。针对这种优异特性，ldmos晶体管在中高压以及高压领域应用广泛。但是，现有ldmos晶体管中，耗尽电场(特别是场板处的耗尽电场)容易发生电场集中现象，影响击穿电压。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制作方法，能避免耗尽电场发生电场集中现象，有利于提高击穿电压。

2、为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种半导体器件，包括：

3、衬底，所述衬底包括主体区和漂移区，所述漂移区包括间隔区；

4、位于所述衬底上的栅介质层，所述栅介质层从所述主体区延伸至所述漂移区，且与所述间隔区边缘邻接；

5、位于所述栅介质层上且延伸至所述间隔区上方的栅极结构，所述栅极结构中形成有至少一个开口，所述开口的位置与所述间隔区的邻接边缘对应，且沿所述栅极结构的厚度方向贯穿所述栅极结构。

6、在一些实施方式中，所述开口为单个，所述单个开口沿所述纵向贯穿所述邻接边缘对应的所述栅极结构。

7、在一些实施方式中，所述单个开口还沿所述邻接边缘所在的方向贯穿所述栅极结构。

8、在一些实施方式中，所述开口的截面形状呈矩形，或者所述开口的侧边缘呈锯齿状或波浪状。

9、在一些实施方式中，所述开口为多个，所述多个开口沿所述邻接边缘所在的方向间隔设置。

10、在一些实施方式中，所述间隔区内形成有浅槽隔离结构，所述栅极结构位于所述栅介质层和所述浅槽隔离结构上。

11、在一些实施方式中，所述间隔区上形成有氧化绝缘层，所述栅极结构位于所述栅介质层和所述氧化绝缘层上。

12、在一些实施方式中，所述半导体器件包括横向扩散金属氧化物半导体，其中，所述漂移区中形成有漏极，所述主体区中形成有源极。

13、在一些实施方式中，所述半导体器件包括双扩散漏极金属氧化物半导体，其中，所述漂移区位于所述主体区两侧，且任一侧的所述漂移区中形成有源极，另一侧的所述漂移区中形成有漏极。

14、为了解决上述问题，本申请实施例还提供了一种半导体器件的制作方法，包括：

15、提供衬底，所述衬底包括主体区和漂移区，所述漂移区包括间隔区；

16、在所述衬底上形成栅介质层，所述栅介质层从所述主体区延伸至所述漂移区，且与所述间隔区边缘邻接；

17、在所述栅介质层上形成栅极结构，所述栅极结构延伸至所述间隔区上方，且所述栅极结构中形成有至少一个开口，所述开口的位置与所述间隔区的邻接边缘对应，且沿所述栅极结构的厚度方向贯穿所述栅极结构。

18、在一些实施方式中，所述在所述栅介质层上形成栅极结构的步骤，包括：

19、在所述栅介质层上形成多晶硅层，所述多晶硅层覆盖所述主体区和所述漂移区；

20、对所述多晶硅层进行刻蚀，以形成位于所述栅介质层上且延伸至所述间隔区上方的栅极结构，所述栅极结构中形成有至少一个所述开口。

21、在一些实施方式中，在所述衬底上形成栅介质层的步骤之前，还包括：

22、在所述间隔区中形成浅槽隔离结构，所述栅极结构位于所述栅介质层和所述浅槽隔离结构上；或者，

23、在所述间隔区上形成氧化绝缘层，所述栅极结构位于所述栅介质层和所述氧化绝缘层上。

24、本申请实施例提供的半导体器件及其制作方法，通过在栅极结构中形成至少一个开口，并使该开口的位置与衬底中间隔区的邻接边缘对应，且使开口沿栅极结构的厚度方向贯穿该栅极结构，从而能较好地缓解漂移区内邻接边缘处耗尽电场的负电荷集中现象，有效解决了耗尽电场中局部电压过大的问题，有利于提高击穿电压，提高器件性能，且制作工艺简单，兼容性强。

技术特征：

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述开口为单个，所述单个开口沿所述纵向贯穿所述邻接边缘对应的所述栅极结构。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述单个开口还沿所述邻接边缘所在的方向贯穿所述栅极结构。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述开口的截面形状呈矩形，或者所述开口的侧边缘呈锯齿状或波浪状。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述开口为多个，所述多个开口沿所述邻接边缘所在的方向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述间隔区内形成有浅槽隔离结构，所述栅极结构位于所述栅介质层和所述浅槽隔离结构上。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述间隔区上形成有氧化绝缘层，所述栅极结构位于所述栅介质层和所述氧化绝缘层上。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括横向扩散金属氧化物半导体，其中，所述漂移区中形成有漏极，所述主体区中形成有源极。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括双扩散漏极金属氧化物半导体，其中，所述漂移区位于所述主体区两侧，且任一侧的所述漂移区中形成有源极，另一侧的所述漂移区中形成有漏极。

10.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述在所述栅介质层上形成栅极结构的步骤，包括：

12.根据权利要求10所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，在所述衬底上形成栅介质层的步骤之前，还包括：

技术总结
本申请提供一种半导体器件及其制作方法，该半导体器件包括：衬底，该衬底包括主体区和漂移区，该漂移区包括间隔区；位于该衬底上的栅介质层，该栅介质层从该主体区延伸至该漂移区，且与该间隔区边缘邻接；位于该栅介质层上且延伸至该间隔区上方的栅极结构，该栅极结构中形成有至少一个开口，该开口的位置与该间隔区的邻接边缘对应，且沿该栅极结构的厚度方向贯穿该栅极结构，从而能较好地缓解漂移区内邻接边缘处耗尽电场的负电荷集中现象，有效解决了耗尽电场中局部电压过大的问题，有利于提高击穿电压。

技术研发人员：程亚杰,方慧风,施森华,徐静静
受保护的技术使用者：武汉新芯集成电路制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13