[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310382881.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN104425344B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪中山;蒲賢勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L21/761;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

功率場(chǎng)效應(yīng)管主要包括垂直雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管VDMOS（Vertical Double-Diffused MOSFET）和橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管LDMOS（Lateral Double-Diffused MOSFET）兩種類型。其中，相較于垂直雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管VDMOS，橫向雙擴(kuò)散場(chǎng)效應(yīng)管LDMOS具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如，后者具有更好的熱穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性、更高的增益和耐久性、更低的反饋電容和熱阻，以及恒定的輸入阻抗和更簡單的偏流電路。

現(xiàn)有技術(shù)中，一種常規(guī)的N型LDMOS晶體管結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：半導(dǎo)體襯底（圖中未示出），位于半導(dǎo)體襯底中的P阱100；位于P阱100內(nèi)的N型漂移區(qū)101；位于N型漂移區(qū)101中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)104，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)104用于增長LDMOS晶體管導(dǎo)通的路徑，以增大LDMOS晶體管的擊穿電壓；位于半導(dǎo)體襯底上的柵極105，所述柵極橫跨所述P阱和N型漂移區(qū)101，并部分位于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)104上；位于柵極105一側(cè)的P阱內(nèi)的源區(qū)102，和位于柵極105的另一側(cè)的N型漂移區(qū)內(nèi)的漏區(qū)103，源區(qū)102和漏區(qū)103的摻雜類型為N型。

但是現(xiàn)有的LDMOS晶體管與其他器件的隔離性能較差、并且LDMOS晶體管與半導(dǎo)體襯底之間的隔離性能也較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提高LDMOS晶體管與襯底以及其他器件的隔離性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供P型襯底，所述P型襯底中形成有N型掩埋隔離區(qū)；在所述P型襯底上形成P型外延層，所述P型外延層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域位于N型掩埋隔離區(qū)上方，第二區(qū)域環(huán)繞所述第一區(qū)域；在所述P型外延層的第一區(qū)域形成LDMOS晶體管，所述LDMOS晶體管包括：位于P型外延層的第一區(qū)域內(nèi)的N型漂移區(qū)；位于N型漂移區(qū)中的第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；位于P型外延層的第一區(qū)域上的柵極結(jié)構(gòu)，柵極結(jié)構(gòu)覆蓋P型外延層、第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)、P型外延層和第一淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)之間的N型漂移區(qū)；位于柵極結(jié)構(gòu)的一側(cè)的P型外延層內(nèi)的源區(qū)；位于柵極結(jié)構(gòu)的另一側(cè)的N型漂移區(qū)內(nèi)的漏區(qū)；形成覆蓋所述P型外延層表面和LDMOS晶體管的介質(zhì)層，介質(zhì)層的表面高于LDMOS晶體管的柵極結(jié)構(gòu)頂部表面；刻蝕P型外延層的第二區(qū)域上的介質(zhì)層和P型外延層的第二區(qū)域，形成環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽環(huán)繞P型外延層的第一區(qū)域，且所述環(huán)形溝槽底部暴露出N型掩埋隔離區(qū)表面；在所述環(huán)形溝槽的兩側(cè)側(cè)壁表面形成隔離層；刻蝕P型外延層的第一區(qū)域上的介質(zhì)層，在介質(zhì)層中形成暴露柵極結(jié)構(gòu)頂部表面的第一通孔、以及暴露源區(qū)或漏區(qū)表面的第二通孔；在所述環(huán)形溝槽中填充滿金屬，形成環(huán)形導(dǎo)電插塞，環(huán)形導(dǎo)電插塞的底部與N型掩埋隔離區(qū)相接觸，在第一通孔和第二通孔中填充滿金屬，形成第一插塞和第二插塞。

可選的，所述隔離層厚度為500～3000埃。

可選的，所述隔離層的材料為SiO₂、SiN、SiON、SiCN、SiC中的一種或幾種。

可選的，所述金屬的材料為W、Al、Cu、Ti、Ag、Au、Pt、Ni中的一種或幾種。

可選的，在第一通孔、第二通孔和環(huán)形溝槽中填充滿金屬之前，所述第一通孔和第二通孔的側(cè)壁以及環(huán)形溝槽中隔離層表面形成擴(kuò)散阻擋層。

可選的，所述擴(kuò)散阻擋層的材料為Ti、Ta、TiN、TaN中的一種或幾種。

可選的，所述環(huán)形溝槽的深度為3～6微米，環(huán)形溝槽的寬度為0.6～1.2微米。

可選的，所述環(huán)形溝槽部分位于N型掩埋隔離區(qū)中。

可選的，位于N型掩埋隔離區(qū)中的部分環(huán)形溝槽的深度為0.5～1微米。

可選的，所述N型掩埋隔離區(qū)的形成工藝為離子注入，N型掩埋隔離區(qū)中N型雜質(zhì)離子的濃度為1E18atom/cm³～2E21atom/cm³。

可選的，所述P型外延層的第二區(qū)域還形成有第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形溝槽貫穿第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。。