[發(fā)明專利]橫向擴(kuò)散金屬-氧化物半導(dǎo)體晶體管及其形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011312930.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN112838124A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·R·梅霍特拉;B·格羅特;L·拉蒂克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 恩智浦美國(guó)有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L29/40;H01L21/336
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 張小穩(wěn)

本公開涉及橫向擴(kuò)散金屬?氧化物半導(dǎo)體晶體管及其形成方法。一種晶體管包括在半導(dǎo)體襯底中形成的溝槽，其中所述溝槽具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁。柵極區(qū)包括填充于所述溝槽中的導(dǎo)電材料。具有第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)鄰近所述第二側(cè)壁形成于所述半導(dǎo)體襯底中。漏極區(qū)形成于所述漂移區(qū)中并且與所述第二側(cè)壁間隔開第一距離。電介質(zhì)層形成于所述半導(dǎo)體襯底的頂表面處，覆蓋所述柵極區(qū)和所述第二側(cè)壁與所述漏極區(qū)之間的所述漂移區(qū)。場(chǎng)板形成于所述電介質(zhì)層上方并且借助于所述電介質(zhì)層與所述導(dǎo)電材料和所述漂移區(qū)隔離。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開大體上涉及半導(dǎo)體裝置，且更具體地說，涉及橫向擴(kuò)散金屬-氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)晶體管及其形成方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體裝置制造工藝正在不斷發(fā)展。例如，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)用于各種不同的應(yīng)用和電子產(chǎn)品-從縫紉機(jī)到洗衣機(jī)、從汽車到蜂窩電話等等。隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)期這些半導(dǎo)體裝置在減小大小和成本的同時(shí)提高性能。然而，在平衡大小、成本和性能方面存在挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

總的來(lái)說，提供一種晶體管，其包括：溝槽，其形成于半導(dǎo)體襯底中，所述溝槽具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；柵極區(qū)，其包括填充于溝槽中的導(dǎo)電材料；漂移區(qū)，其鄰近第二側(cè)壁形成于半導(dǎo)體襯底中，所述漂移區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；漏極區(qū)，其形成于漂移區(qū)中，所述漏極區(qū)與第二側(cè)壁間隔開第一距離；電介質(zhì)層，其形成于半導(dǎo)體襯底的頂表面處，覆蓋柵極區(qū)和第二側(cè)壁與漏極區(qū)之間的漂移區(qū)；以及場(chǎng)板，其形成于電介質(zhì)層上方，所述場(chǎng)板借助于電介質(zhì)層與導(dǎo)電材料和漂移區(qū)隔離。場(chǎng)板的第一邊緣可與柵極區(qū)的一部分重疊，并且場(chǎng)板的第二邊緣可在漂移區(qū)上方延伸第二距離，所述第二距離小于第一距離。場(chǎng)板可包括水平部分和豎直部分，水平部分通過層間電介質(zhì)(ILD)與電介質(zhì)層間隔開，并且豎直部分在第一邊緣附近與水平部分接觸且從水平部分的底表面延伸到電介質(zhì)層的頂表面。所述晶體管可另外包括安置于溝槽的側(cè)壁和底部處的柵極電介質(zhì)，所述柵極電介質(zhì)將導(dǎo)電材料與半導(dǎo)體襯底隔離。導(dǎo)電材料可由多晶硅材料形成，并且場(chǎng)板可由金屬材料形成。所述晶體管可另外包括鄰近第一側(cè)壁形成于半導(dǎo)體襯底中的源極區(qū)，電介質(zhì)層的一部分與源極區(qū)重疊。所述晶體管可另外包括鄰近第一側(cè)壁形成于半導(dǎo)體襯底中的具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，源極區(qū)形成于主體區(qū)中。所述晶體管可另外包括形成于漏極區(qū)和源極區(qū)的頂表面處的自對(duì)準(zhǔn)硅化物層，并且其中電介質(zhì)層由氮化物材料形成且被配置成充當(dāng)自對(duì)準(zhǔn)硅化物層的掩模。所述晶體管可另外包括與源極區(qū)接觸的源極端，源極端借助于金屬層連接到場(chǎng)板。

在另一實(shí)施例中，提供一種方法，其包括：在半導(dǎo)體襯底中蝕刻溝槽，所述溝槽具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；用導(dǎo)電材料填充溝槽以形成柵極區(qū)；在半導(dǎo)體襯底中鄰近第二側(cè)壁形成漂移區(qū)，所述漂移區(qū)具有第一導(dǎo)電類型；在漂移區(qū)中形成漏極區(qū)，所述漏極區(qū)與第二側(cè)壁間隔開第一距離；將在半導(dǎo)體襯底的頂表面處的電介質(zhì)層圖案化以覆蓋柵極區(qū)和在第二側(cè)壁與漏極區(qū)之間的漂移區(qū)；以及在電介質(zhì)層上方形成場(chǎng)板，所述場(chǎng)板借助于電介質(zhì)層與導(dǎo)電材料和漂移區(qū)隔離。場(chǎng)板的第一邊緣可與柵極區(qū)的一部分重疊，并且場(chǎng)板的第二邊緣可在漂移區(qū)上方延伸第二距離，所述第二距離小于第一距離。導(dǎo)電材料可由多晶硅材料形成，并且場(chǎng)板可由金屬材料形成。形成場(chǎng)板可包括：形成豎直部分，所述豎直部分具有與電介質(zhì)層的頂表面接觸的底表面和延伸穿過層間電介質(zhì)(ILD)的頂表面；以及形成水平部分，所述水平部分與豎直部分的頂表面接觸，所述水平部分通過ILD與電介質(zhì)層間隔開。所述方法可另外包括在用導(dǎo)電材料填充溝槽之前在溝槽的側(cè)壁和底部處形成柵極電介質(zhì)，所述柵極電介質(zhì)將導(dǎo)電材料與半導(dǎo)體襯底隔離。所述方法可另外包括在半導(dǎo)體襯底中鄰近第一側(cè)壁形成源極區(qū)，電介質(zhì)層的一部分與源極區(qū)重疊。所述方法可另外包括在半導(dǎo)體襯底中鄰近第一側(cè)壁形成具有第二導(dǎo)電類型的主體區(qū)，源極區(qū)形成于主體區(qū)中。所述方法可另外包括形成與柵極區(qū)接觸的柵極端，以及借助于金屬層將柵極端連接到場(chǎng)板。