半导体器件及其形成方法

文档序号:8382529阅读:363来源:国知局
半导体器件及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种半导体器件及其形成方法。
【背景技术】
[0002]横向双扩散金属氧化物半导体(Lateral double-diffus1nMetal-Oxide-semiconductor,LDMOS)场效应晶体管,由于具有较高击穿电压,满足耐高压、实现功率控制等方面的要求,被广泛应用于高压功率集成电路。而且,LDMOS场效应晶体管与传统的CMOS集成工艺具有较好的兼容性,使LDMOS场效应晶体管得到更广泛应用。
[0003]参照图1,图1为现有的LDMOS场效应晶体管的剖面结构示意图,LDMOS场效应晶体管包括:
[0004]P型基底I ;
[0005]位于基底I中的第一隔离结构2,相邻两第一隔离结构2之间为阱区3,阱区3的掺杂类型不限;
[0006]位于阱区3上的栅介质层4,位于所述栅介质层4上的栅极5 ;
[0007]位于栅极5两侧的阱区3中的N型漂移区6和P型体区7,漂移区6和体区7为阱区3所包围;
[0008]位于漂移区6中的第二隔离结构8,第二隔离结构8与体区7相对;
[0009]位于漂移区6中的漏极9,第二隔离结构8增大了栅极5与漏极9在平行于基底I上表面的距离,使得漂移区6能够承受较高的电压降,获得较高击穿电压;
[0010]位于体区7中的源极10,源极10与栅介质层4相邻,在相邻所述源极10的体区中形成有P型接触区11,接触区11与源极10电连接,作为体区7的引出端,防止源极10和体区7短接,减小衬偏效应。图1所示的LDMOS场效应晶体管为N型LDMOS场效应晶体管,仅起到示例作用。还可以是本领域技术人员所熟知的P型LDMOS场效应晶体管。
[0011]但是,LDMOS场效应晶体管与基底之间在垂直于基底上表面方向上的隔离效果不好,存在漏电现象。而且,第一隔离结构2较浅,使得LDMOS场效应晶体管与其他晶体管等器件在平行于基底上表面方向上的隔离效果也不好,容易出现信号串扰,造成LDMOS场效应晶体管的性能不佳。

【发明内容】

[0012]本发明解决的问题是,现有技术的LDMOS场效应晶体管与基底之间在垂直于基底上表面方向上的隔离效果不好,存在漏电现象,而且LDMOS场效应晶体管与其他晶体管等器件在平行于基底上表面方向上的隔离效果也不好,容易出现信号串扰。
[0013]为解决上述问题,本发明提供一种半导体器件的形成方法,该半导体器件的形成方法包括:
[0014]提供具有第一类型掺杂的基底;
[0015]在所述基底中形成环形沟槽;
[0016]在所述环形沟槽中填充满环形填充层,至少覆盖所述环形沟槽侧壁的环形填充层部分为绝缘层;
[0017]在所述环形填充层下的基底中形成具有第二类型掺杂的掩埋层,所述第一类型掺杂和第二类型掺杂相反;
[0018]定义所述环形填充层之间的基底部分为第一阱区,在所述第一阱区形成晶体管。
[0019]可选地,所述填充层为绝缘层,或者所述填充层包括覆盖所述环形沟槽侧壁的绝缘层、和填充满所述环形沟槽的环形多晶硅层。
[0020]可选地,所述环形多晶硅层具有第二类型掺杂,所述环形多晶硅层和掩埋层接触。
[0021]可选地,在所述环形多晶硅层下的基底中形成掩埋层的方法为:使用推阱工艺,所述环形多晶硅层中掺杂的第二类型杂质在基底中扩散形成掩埋层。
[0022]可选地,所述填充层包括覆盖所述环形沟槽侧壁的绝缘层、和填充满所述环形沟槽的环形多晶硅层;
[0023]在所述环形沟槽侧壁形成绝缘层时,在所述环形沟槽的底部还形成绝缘层。
[0024]可选地,在所述环形多晶硅层下的基底中形成掩埋层的方法包括:
[0025]在所述环形沟槽中形成绝缘层之前,在所述环形沟槽底部形成具有第二类型掺杂的硅玻璃,或者在所述环形沟槽下的基底中形成具有第二类型掺杂的掺杂区;
[0026]在形成所述环形多晶硅后,使用推阱工艺,使所述硅玻璃或者第二掺杂区中掺杂的第二类型杂质在基底中扩散形成掩埋层。
[0027]可选地,所述晶体管为LDMOS场效应晶体管、HVMOS场效应晶体管或MOS场效应晶体管。
[0028]可选地,所述环形多晶硅层具有第二类型掺杂,所述环形多晶硅层和掩埋层接触;
[0029]在所述环形多晶硅层上表面形成第一接触区。
[0030]可选地,所述晶体管为双极晶体管;
[0031]形成双极晶体管的方法包括:
[0032]在所述第一阱区中进行第一类型掺杂,具有第一类型掺杂的第一阱区作为基极;
[0033]在所述第一阱区中形成具有第二类型掺杂的第二阱区,所述第二阱区为第一阱区所包围,所述第二阱区作为发射极;
[0034]所述环形多晶硅层和掩埋层共同作为集电极。
[0035]可选地,还包括:在所述环形多晶硅层上表面形成第一接触区;
[0036]在所述第一阱区形成第二接触区;
[0037]在所述第二阱区形成第三接触区。
[0038]可选地,所述第一类型掺杂为P型掺杂,所述第二类型掺杂为N型掺杂;或者,
[0039]所述第一类型掺杂为N型掺杂,所述第二类型掺杂为P型掺杂。
[0040]本发明还提供一种半导体器件,该半导体器件包括:
[0041]具有第一类型掺杂的基底;
[0042]位于所述基底中的环形沟槽;
[0043]填充满所述环形沟槽的环形填充层,至少覆盖所述环形沟槽侧壁的环形填充层部分为绝缘层;
[0044]位于环形填充层下的基底中的具有第二类型掺杂的掩埋层,所述第一类型掺杂和第二类型掺杂相反;
[0045]位于所述环形填充层之间的基底部分的晶体管,定义位于所述环形填充层之间的基底部分为第一阱区。
[0046]可选地,所述填充层为绝缘层,或者所述填充层包括覆盖所述环形沟槽侧壁的绝缘层、和填充满所述环形沟槽的环形多晶硅层。
[0047]可选地,所述环形多晶硅层具有第二类型掺杂,所述环形多晶硅层和掩埋层接触。
[0048]可选地,所述填充层包括覆盖所述环形沟槽侧壁的绝缘层、和填充满所述环形沟槽的环形多晶硅层;
[0049]所述绝缘层还覆盖环形沟槽底部。
[0050]可选地,所述晶体管为LDMOS场效应晶体管、HVMOS场效应晶体管、或MOS场效应晶体管。
[0051]可选地,所述环形多晶硅层具有第二类型掺杂,所述环形多晶硅层和掩埋层接触;
[0052]所述半导体器件还包括:位于所述环形多晶硅层上表面的第一接触区。
[0053]可选地,所述晶体管为双极晶体管;
[0054]所述双极晶体管包括:
[0055]所述第一阱区具有第一类型掺杂,作为基极;
[0056]位于所述第一阱区中的具有第二类型掺杂的第二阱区,所述第二阱区为第一阱区所包围,所述第二阱区作为发射极;
[0057]所述环形多晶硅层和掩埋层共同作为集电极。
[0058]可选地,所述双极晶体管还包括:位于所述环形多晶硅层上表面的第一接触区;
[0059]位于所述第一阱区的第二接触区;
[0060]位于所述第二阱区的第三接触杂区。
[0061]可选地,所述第一类型掺杂为P型掺杂,所述第二类型掺杂为N型掺杂;或者,
[0062]所述第一类型掺杂为N型掺杂,所述第二类型掺杂为P型掺杂。
[0063]与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
[0064]至少覆盖所述环形沟槽侧壁的环形填充层部分为绝缘层,该绝缘层在平行于基底上表面方向上,实现晶体管和基底中的其他器件之间的隔离效果。与现有的隔离结构相比较,本方案的绝缘层较深且为环形,可实现相对较好的隔离效果,避免它们之间出现信号串扰。掩埋层和掩埋层下的基底具有不相反类型掺杂,掩埋层和掩埋层下的基底具有PN结,使得晶体管和掩埋层下的基底在垂直于基底上表面方向上相互隔离,防止晶体管出现漏电现象,确保晶体管性能较佳。
[0065]另外,使用本技术方案,无需在基底上形成外延层,避免了外延生长工艺成本较高的问题,降低了工艺成本。
【附图说明】
[0066]图1是现有技术的LDMOS场效应晶体管的剖面结构示意图;
[0067]图2?14是本发明实施例的包括LDMOS场效应晶体管的半导体器件在形成过程中的不意图;
[0068]图15?图1
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