半导体结构及其形成方法与流程

本发明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。

背景技术：

1、横向双扩散金属氧化物半导体晶体管（ldmos：lateral double diffusion mos），由于具备高击穿电压，在射频、微波等功率集成电路中承载着关键角色。所述横向双扩散金属氧化物半导体晶体管的结构，包括横向平面漂移区、场氧层、栅氧化层、栅极金属、源极和漏极。

2、然而现有横向双扩散金属氧化物半导体晶体管的结构，降低了半导体器件的制作良率。因此如何提供技术方案，对横向双扩散金属氧化物半导体晶体管的结构进行改进，以提高半导体器件的制作良率，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是通过提供一种半导体结构及其形成方法，以提高半导体器件的制作良率。

2、为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种半导体结构形成方法，包括：提供基底，在所述基底内形成漂移区；形成位于漂移区内的凹槽；在所述凹槽内填充隔离介质层；在所述基底上形成第一栅极介质层，所述第一栅极介质层位于所述漂移区上；所述第一栅极介质层的第一侧至少延伸至所述隔离介质层的第一侧的边缘；在所述基底上形成第二栅极介质层，所述第二栅极介质层覆盖所述第一栅极介质层的一部分。

3、可选的，所述第一栅极介质层的材料包括：氧化硅和高介电常数栅极介质层材料中的一种或多种；所述第二栅极介质层的材料包括：氧化硅和高介电常数栅极介质层材料中的一种或多种。

4、可选的，所述第一栅极介质层为氧化硅的膜厚位于大于等于50纳米且小于等于200纳米的范围内；所述第二栅极介质层为氧化硅的膜厚位于大于等于50纳米且小于等于300纳米的范围内。

5、可选的，形成所述第一栅极介质层的工艺包括：炉管工艺、原子层沉积工艺和化学气相沉积工艺中的一种或多种；形成所述第二栅极介质层的工艺包括：炉管工艺、原子层沉积工艺和化学气相沉积工艺中的一种或多种。

6、可选的，形成所述第二栅极介质层的厚度大于所述第一栅极介质层厚度。

7、可选的，沿垂直于所述基底的表面方向，所述凹槽深度位于大于等于第一栅极介质层与第二栅极介质层厚度总和的2倍，且小于等于体区深度的2/3倍的范围内。

8、可选的，所述形成方法，还包括：在所述基底上形成栅极结构；所述栅极结构覆盖所述第一栅极介质层和第二栅极介质层。

9、可选的，所述形成方法还包括：在形成所述第二栅极介质层的步骤中，所述第二栅极介质层的第一侧至少延伸至所述隔离介质层的第一侧的边缘。

10、可选的，所述形成方法，还包括：在所述第一栅极介质层的第二侧的漂移区内形成体区；所述体区的一部分与所述第一栅极介质层相接触；所述体区与所述第二栅极介质层的第二侧部分交叠；在所述体区内形成源极；在所述隔离介质层的第二侧的漂移区内形成漏极，且所述漏极与所述隔离介质层的第二侧的边缘相连接。

11、可选的，所述形成方法，还包括：在所述基底上还形成多个半导体器件，相邻所述半导体器件之间采用浅沟槽内填充隔离层进行间隔；所述凹槽与所述浅沟槽为同一工艺步骤形成；所述隔离介质层与所述隔离层为同一工艺步骤形成。

12、相应的，本发明实施例还提供了半导体结构，包括：基底；漂移区，位于所述基底内；凹槽，位于所述漂移区内；隔离介质层，填充于凹槽内；第一栅极介质层，位于所述漂移区上；所述第一栅极介质层的第一侧至少延伸至所述隔离介质层的第一侧的边缘；第二栅极介质层，位于所述基底上，且覆盖所述第一栅极介质层的一部分。

13、可选的，所述第一栅极介质层的材料包括：氧化硅和高介电常数栅极介质层材料中的一种或多种；所述第二栅极介质层的材料包括：氧化硅和高介电常数栅极介质层材料中的一种或多种。

14、可选的，所述第一栅极介质层为氧化硅的膜厚位于大于等于50纳米且小于等于200纳米的范围内；所述第二栅极介质层为氧化硅的膜厚位于大于等于50纳米且小于等于300纳米的范围内。

15、可选的，所述第二栅极介质层的厚度大于所述第一栅极介质层厚度。

16、可选的，沿垂直于所述基底的表面方向，所述隔离介质层的厚度位于大于等于第一栅极介质层与第二栅极介质层厚度总和的2倍，且小于等于体区深度的2/3倍的范围内。

17、可选的，所述的半导体结构还包括：栅极结构，所述栅极结构覆盖于所述第一栅极介质层和第二栅极介质层上；体区，位于所述第一栅极介质层的第二侧的漂移区内；一部分体区与所述第一栅极介质层相接触；所述体区与所述第二栅极介质层的第二侧部分交叠；源极，位于所述体区内；漏极，位于所述隔离介质层的第二侧的漂移区内，且所述漏极与所述隔离介质层的第二侧的边缘相连接。

18、可选的，所述第二栅极介质层的第一侧至少延伸至所述隔离介质层的第一侧的边缘。

19、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

20、本发明实施例提供的半导体结构的形成方法，包括：形成位于基底漂移区内的凹槽、形成位于凹槽内的隔离介质层、形成位于基底上的第一栅极介质层和第二栅极介质层。与现有技术的场氧层和栅极介质层相比，本实施例中具有如下有益效果：第一，本实施例所述第一栅极介质层与第二栅极介质层共同作为半导体结构的场氧层；所述第一栅极介质层的第一侧至少延伸至所述凹槽内隔离介质层的第一侧的边缘，以在形成第二栅极介质过程中，所述第一栅极介质层与凹槽内的隔离介质层，将第二栅极介质层与基底隔离，降低了第二栅极介质层与基底接触的几率，从而降低了在半导体结构处出现鸟嘴效应和/或白带效应的风险，提高了半导体器件的制作良率。第二，所述第一栅极介质层第一侧处凹槽内的隔离介质层，用于配合调节栅极结构的边缘电场在半导体结构中的分布。

技术特征：

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述第一栅极介质层的材料包括：氧化硅和高介电常数栅极介质层材料中的一种或多种；

3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述第一栅极介质层为氧化硅的膜厚位于大于等于50纳米且小于等于200纳米的范围内；

4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述第一栅极介质层的工艺包括：炉管工艺、原子层沉积工艺和化学气相沉积工艺中的一种或多种；

5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，形成所述第二栅极介质层的厚度大于所述第一栅极介质层厚度。

6.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述形成方法，还包括：在所述基底上形成栅极结构；所述栅极结构覆盖所述第一栅极介质层和第二栅极介质层。

7.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述形成方法还包括：在形成所述第二栅极介质层的步骤中，所述第二栅极介质层的第一侧至少延伸至所述隔离介质层的第一侧的边缘。

8.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述形成方法，还包括：在所述第一栅极介质层的第二侧的漂移区内形成体区；所述体区的一部分与所述第一栅极介质层相接触；

9.如权利要求8所述的形成方法，其特征在于，沿垂直于所述基底的表面方向，所述凹槽深度位于大于等于第一栅极介质层与第二栅极介质层厚度总和的2倍，且小于等于所述体区深度的2/3倍的范围内。

10.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述形成方法，还包括：在所述基底上还形成多个半导体器件，相邻所述半导体器件之间采用浅沟槽内填充隔离层进行间隔；所述凹槽与所述浅沟槽为同一工艺步骤形成；所述隔离介质层与所述隔离层为同一工艺步骤形成。

11.一种半导体结构，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极介质层的材料包括：氧化硅和高介电常数栅极介质层材料中的一种或多种；

13.如权利要求12所述的半导体结构，其特征在于，所述第一栅极介质层为氧化硅的膜厚位于大于等于50纳米且小于等于200纳米的范围内；

14.如权利要求11所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅极介质层的厚度大于所述第一栅极介质层厚度。

15.如权利要求11所述的半导体结构，其特征在于，还包括：

16.如权利要求15所述的半导体结构，其特征在于，沿垂直于所述基底的表面方向，所述隔离介质层的厚度位于大于等于第一栅极介质层与第二栅极介质层厚度总和的2倍，且小于等于所述体区深度的2/3倍的范围内。

17.如权利要求11所述的半导体结构，其特征在于，所述第二栅极介质层的第一侧至少延伸至所述隔离介质层的第一侧的边缘。

技术总结
一种半导体结构及其形成方法，包括：提供基底，在所述基底内形成漂移区；形成位于漂移区内的凹槽；在所述凹槽内填充隔离介质层；在所述基底上形成第一栅极介质层，所述第一栅极介质层位于所述漂移区上；所述第一栅极介质层的第一侧至少延伸至所述隔离介质层的第一侧的边缘；在所述基底上形成第二栅极介质层，所述第二栅极介质层覆盖所述第一栅极介质层的一部分。本发明实施例有利于提高半导体器件的制作良率。

技术研发人员：董艳平,吴永玉,许凯,高大为
受保护的技术使用者：浙江创芯集成电路有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/28