[發明專利]半導體器件的制備方法

有效

• 申請號: 201910352401.6
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN111863750B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 廖遠寶
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L21/768;H01L27/02
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 熊文杰;鄧云鵬

本發明涉及一種半導體器件的制備方法，包括：提供包括原胞區和非原胞區的半導體襯底；在非原胞區上形成第一場氧和第二場氧，且兩者之間具有間隙，在兩個場氧及間隙上形成半導體層；對原胞區進行阱注入形成阱區；在原胞區內形成工作結構，在非原胞區上形成保護結構；在工作結構和保護結構上形成層間介質層，并在工作結構、第一場氧和第二場氧上方的層間介質層內形成接觸孔，在層間介質層上形成與接觸孔連接的金屬互連層，通過金屬互連層和接觸孔連接工作結構和保護結構。通過第一場氧和第二場氧可以使得金屬互連打開區域處于兩個場氧之間的間隙上方區域，且由于該區域與原胞區的高度差僅為半導體層高度，因而可以降低半導體層被損壞的風險。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種半導體器件的制備方法。

背景技術

半導體器件通常包括工作結構和對工作結構進行保護的保護結構，如金屬-氧化物-半導體場效應管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，以下簡稱MOS管)在生產、組裝、測試或搬運過程中都有可能生成靜電，當靜電電壓較高時，會損壞MOS管，因此通常增加二極管作為靜電保護(ESD)結構與MOS管并聯以保護MOS管。

在半導體器件的具體制備工藝中，通常是在半導體襯底的非原胞區形成場氧，作為隔離環，以場氧為掩膜對半導體襯底進行自對準阱注入以在原胞區形成阱區，并在場氧上淀積半導體層，對半導體層進行摻雜而在非原胞區上形成保護結構，以及在阱區進行摻雜而在原胞區內形成工作結構，接著淀積一層層間介質層并在層間介質層中形成接觸孔以引出電極。

在上述工藝過程中，為實現自對準掩膜阱注入，場氧需達到一定的厚度，設為h1，而淀積在場氧上的半導體層也具有一定的厚度，設為h2，即在半導體襯底上，非原胞區上的保護結構的表面比原胞區內的工作結構的表面高h1+h2(如8000A)，而層間介質層的上表面是平整的，這就使得非原胞區上的保護結構上方的層間介質層的厚度比原胞區上方的層間介質層厚度小h1+h2，導致保護結構上方的層間介質層較薄，這樣在后續工藝中，如在形成金屬層并對金屬層進行刻蝕的過程中，由于層間介質層容易被損耗，使得保護結構很容易暴露在外而損傷保護結構，導致半導體器件可靠性失效。

發明內容

基于此，有必要針對目前半導體器件制備方法形成的半導體器件中保護結構上方的層間介質層較薄的技術問題，提出了一種新的半導體器件的制備方法。

一種半導體器件的制備方法，半導體器件包括工作結構和對工作結構進行保護的保護結構，制備方法包括：

提供半導體襯底，半導體襯底包括原胞區和非原胞區；

在非原胞區上形成第一場氧和第二場氧，第一場氧與第二場氧之間具有間隙，在第一場氧、第二場氧和間隙上形成具有第一導電類型摻雜的半導體層；

以半導體層、第一場氧和第二場氧為掩膜對原胞區的半導體襯底進行第一導電類型阱注入，在原胞區的半導體襯底內形成阱區；

對阱區進行摻雜以在原胞區內形成工作結構，對半導體層進行摻雜以在非原胞區上形成保護結構；

在工作結構和保護結構上形成層間介質層，并在工作結構、第一場氧和第二場氧上方的層間介質層內形成接觸孔，在層間介質層上形成與接觸孔連接的金屬互連層，通過金屬互連層和接觸孔連接工作結構和保護結構。

在其中一個實施例中，在第一場氧、第二場氧和間隙上形成具有第一導電類型摻雜的半導體層之前，還包括：

在間隙上形成柵氧化層，并在第一場氧、第二場氧和柵氧化層上形成多晶硅柵層；

在第一場氧、第二場氧和間隙上形成具有第一導電類型摻雜的半導體層，包括：

在多晶硅柵層上形成具有第一導電類型摻雜的半導體層。