高压LDMOS器件及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114242650A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111541459.9(22)申请日2021.12.16(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区中国（上海）自由贸易试验区祖冲之路1399号(72)发明人朱兆强杨新杰金锋(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人戴广志(51)Int.Cl.H01L21/762(2006.01)H01L21/763(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称高压LDMOS器件及其制备方法(57)摘要本发明提供一种高压LDMOS器件的制备方法，包括：在衬底上形成第一介质层、第一氮化硅层、第二介质层、第二氮化硅层和第三介质层；采用热氧化炉管工艺在第二沟槽中的有源区侧面和底部形成隔离层；在第二沟槽中填充多晶硅内芯层以得到深沟槽隔离结构。本发明还提供一种高压LDMOS器件。本申请利用第二介质层、第二氮化硅层和第三介质层作为掩膜，采用热氧化炉管工艺在第二沟槽中有源区侧面和底部形成晶体质量高的隔离层，这样可以避免有源区被高温误氧化，提高了器件的可靠性和良率。进一步的，本申请在第二沟槽中先形成隔离层，再将第二沟槽中剩余的空间都填充多晶硅内芯层以得到深沟槽隔离结构，可以提高器件的耐压性能。CN114242650ACN114242650A权利要求书1/2页1.一种高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底上依次形成有第一介质层、第一氮化硅层、第二介质层、第二氮化硅层和第三介质层，其中，所述衬底中形成有有源区，所述第一氮化硅层、所述第一介质层和所述衬底中形成有浅沟槽隔离结构，所述有源区位于所述浅沟槽隔离结构的周围和底部；刻蚀所述第三介质层、第二氮化硅层、第二介质层和所述浅沟槽隔离结构至所述有源区表面以形成第一沟槽；刻蚀所述第一沟槽底壁的所述有源区以形成第二沟槽，同时刻蚀部分厚度的所述第三介质层；去除剩余厚度的所述第三介质层；采用热氧化炉管工艺形成隔离层，所述隔离层覆盖所述第二沟槽侧壁和底壁的有源区表面；形成多晶硅内芯层，所述多晶硅内芯层填充所述第二沟槽中的剩余空间；回刻去除所述第二沟槽中的部分厚度的多晶硅内芯层，其中，剩余厚度的所述多晶硅内芯层的表面与所述衬底表面齐平；剥离去除所述第二氮化硅层；以及，去除所述第一氮化硅层和所述第一介质层中的浅沟槽隔离结构，以及去除衬底表面的所述第二介质层、所述第一氮化硅层和所述第一介质层以得到深沟槽隔离结构。2.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，所述隔离层的厚度为3.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，去除所述第一氮化硅层和所述第一介质层中的浅沟槽隔离结构，以及去除衬底表面的所述第二介质层、所述第一氮化硅层和所述第一介质层以得到深沟槽隔离结构的步骤包括：湿法去除所述第二介质层和部分厚度的浅沟槽隔离结构，其中，剩余厚度的浅沟槽隔离结构的表面与所述衬底表面齐平；剥离去除所述第一氮化硅层；以及，去除所述第一介质层。4.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，形成所述多晶硅内芯层，所述多晶硅内芯层填充所述第二沟槽中的剩余空间的步骤包括：形成多晶硅材料层，所述多晶硅材料层填充所述第二沟槽中的剩余空间以及覆盖所述第二氮化硅层；以及，通过化学机械研磨工艺去除所述第二氮化硅层表面的所述多晶硅材料层以得到所述多晶硅内芯层。5.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，在刻蚀所述第一沟槽底壁的所述有源区以形成所述第二沟槽之后、以及在去除所述第三介质层之前，所述高压LDMOS器件的制备方法包括：形成牺牲氧化层，所述牺牲氧化层覆盖所述第二沟槽中的有源区侧面和底部；以所述牺牲氧化层为掩膜，对所述第二沟槽的底壁的有源区进行离子注入以形成阻挡2CN114242650A权利要求书2/2页结构；以及，去除所述牺牲氧化层。6.根据权利要求5所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，所述牺牲氧化层的厚度为7.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，所述第一氮化硅层的厚度为所述第二介质层的厚度为8.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，所述第二氮化硅层的厚度为9.根据权利要求1所述的高压LDMOS器件的制备方法，其特征在于，所述第三介质层的厚度为10.一种高压LDMOS器件，其特征在于，包括：衬底和深沟槽隔离结构，其中，所述衬底中形成有浅沟槽隔离结构和有源区，所述有源区位于所述浅沟槽隔离结构的周围