阅读说明：本技术 一种半导体器件及其制作方法、电子装置 (Semiconductor device, manufacturing method thereof and electronic device ) 是由 伏广才 宣荣峰 于 2018-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种半导体器件及其制作方法、电子装置,所述方法包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底中形成有浅沟槽隔离,所述浅沟槽隔离上形成有栅极结构；在所述栅极结构上形成图案化的光刻胶层；以所述图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述栅极结构和所述浅沟槽隔离,以在所述浅沟槽隔离中形成凹槽；在所述凹槽中形成屏蔽场板。根据本发明提供的半导体器件的制作方法,通过在栅极上形成图案化的光刻胶层,然后以图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻栅极和浅沟槽隔离,并在蚀刻浅沟槽隔离形成的凹槽中形成屏蔽场板,简化了工艺步骤,节约了工艺成本,提高了器件性能。(The invention provides a semiconductor device, a manufacturing method thereof and an electronic device, wherein the method comprises the steps of providing a semiconductor substrate, forming shallow trench isolation in the semiconductor substrate, and forming a grid structure on the shallow trench isolation; forming a patterned photoresist layer on the gate structure; etching the gate structure and the shallow trench isolation by using the patterned photoresist layer as a mask to form a groove in the shallow trench isolation; a shielded field plate is formed in the recess. According to the manufacturing method of the semiconductor device, the patterned photoresist layer is formed on the grid, then the grid and the shallow trench isolation are etched by taking the patterned photoresist layer as a mask, and the shielding field plate is formed in the groove formed by etching the shallow trench isolation, so that the process steps are simplified, the process cost is saved, and the device performance is improved.)

一种半导体器件及其制作方法、电子装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制作方法、电子装置。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(Lateral Double Diffused MOSFET，LDMOS)器件由于其具有良好的短沟道特性而被广泛的应用于移动电话，尤其应用在蜂窝电话中。随着移动通信市场(尤其是蜂窝通信市场)的不断增加，LDMOS器件的制作工艺日益成熟。LDMOS作为一种功率开关器件，具有工作电压相对较高、工艺简易，易于同低压CMOS电路在工艺上兼容等特点。由于其通常用于功率电路，需要获得较大的输出功率，因此必须能承受较高的击穿电压。同时，随着对LDMOS的器件性能要求越来越高，还需进一步加强对电场分布的控制。

因此，有必要提出一种新的半导体器件的制作方法，以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在

具体实施方式

部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成有浅沟槽隔离，所述浅沟槽隔离上形成有栅极结构；

在所述栅极结构上形成图案化的光刻胶层；

以所述图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述栅极结构和所述浅沟槽隔离，以在所述浅沟槽隔离中形成凹槽；

在所述凹槽中形成屏蔽场板。

进一步，所述屏蔽场板的材料包括金属。

进一步，以所述图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述栅极结构以形成分离的第一栅极结构和第二栅极结构。

进一步，在形成所述屏蔽场板的同时还包括形成位于所述半导体衬底上方的金属接触的步骤。

进一步，所述屏蔽场板的上表面不低于所述栅极结构的上表面。

进一步，所述半导体器件包括LDMOS器件。

本发明还提供一种半导体器件，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底中形成有浅沟槽隔离，所述浅沟槽隔离上形成有栅极结构；

所述浅沟槽隔离中形成有凹槽，所述凹槽中形成有屏蔽场板。

进一步，所述屏蔽场板的材料包括金属。

进一步，所述栅极结构包括分离的第一栅极结构和第二栅极结构。

进一步，所述屏蔽场板的上表面不低于所述栅极结构的上表面。

本发明还提供一种电子装置，其包括上述半导体器件以及与所述半导体器件相连接的电子组件。

根据本发明提供的半导体器件的制作方法，通过在栅极上形成图案化的光刻胶层，然后以图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻栅极和浅沟槽隔离，并在蚀刻浅沟槽隔离形成的凹槽中形成屏蔽场板，简化了工艺步骤，节约了工艺成本，提高了器件性能。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

附图中：

图1是根据本发明示例性实施例的一种半导体器件的制作方法的示意性流程图。

图2A-2D是根据本发明示例性实施例的方法依次实施的步骤所分别获得的器件的示意性剖面图。

图3示出了根据本发明示例性实施例的电子装置的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

由于LDMOS器件通常用于功率电路，需要获得较大的输出功率，因此必须能承受较高的击穿电压。同时，随着对LDMOS的器件性能要求越来越高，还需进一步加强对电场分布的控制。

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制作方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成有浅沟槽隔离，所述浅沟槽隔离上形成有栅极结构；

在所述栅极结构上形成图案化的光刻胶层；

以所述图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述栅极结构和所述浅沟槽隔离，以在所述浅沟槽隔离中形成凹槽；

在所述凹槽中形成屏蔽场板。

其中，所述屏蔽场板的材料包括金属；以所述图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述栅极结构以形成分离的第一栅极结构和第二栅极结构；在形成所述屏蔽场板的同时还包括形成位于所述半导体衬底上方的金属接触的步骤；所述屏蔽场板的上表面不低于所述栅极结构的上表面；所述半导体器件包括LDMOS器件。

根据本发明提供的半导体器件的制作方法，通过在栅极上形成图案化的光刻胶层，然后以图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻栅极和浅沟槽隔离，并在蚀刻浅沟槽隔离形成的凹槽中形成屏蔽场板，简化了工艺步骤，节约了工艺成本，提高了器件性能。

参照图1和图2A-2D，其中图1示出了本发明示例性实施例的一种半导体器件的制作方法的示意性流程图，图2A-2D示出了根据本发明示例性实施例的方法依次实施的步骤所分别获得的器件的示意性剖面图。

本发明提供一种半导体器件的制备方法，如图1所示，该制备方法的主要步骤包括：

步骤S101：提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成有浅沟槽隔离，所述浅沟槽隔离上形成有栅极结构；

步骤S102：在所述栅极结构上形成图案化的光刻胶层；

步骤S103：以所述图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述栅极结构和所述浅沟槽隔离，以在所述浅沟槽隔离中形成凹槽；

步骤S104：在所述凹槽中形成屏蔽场板。

首先，执行步骤S101，如图2A所示，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200中形成有浅沟槽隔离201，所述浅沟槽隔离201上形成有栅极结构202。

示例性地，本发明的半导体器件包括横向双扩散金属氧化物半导体(LaterallyDiffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)器件，本发明的半导体器件中包括第一导电类型和第二导电类型。示例性地，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型，其中，P型掺杂离子包括但不限于硼离子，N型掺杂离子包括但不限于磷离子或砷离子。

示例性地，所述半导体衬底200可以是以下所提到的材料中的至少一种：单晶硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。作为一个实例，半导体衬底200为硅衬底，具有第一导电类型或者第二导电类型。

示例性地，半导体衬底200中形成有P阱作为体区(Body)2001。作为一个实例，采用标准的阱注入工艺在半导体衬底中形成P阱，可以通过高能量注入工艺形成P阱，也可以通过低能量注入，搭配高温热退火过程形成P阱。

示例性地，半导体衬底200中还形成有漂移区(Drift)2002，漂移区2002位于半导体衬底200内，一般为轻掺杂区，对于N沟槽LDMOS，漂移区为N型掺杂。作为一个实例，漂移区2002和P阱形成方式相似，可以通过高能量注入工艺形成，也可以通过低能量注入，搭配高温热退火过程形成。

作为一个实例，半导体衬底200具有第一导电类型，体区2001具有第一导电类型，漂移区2002具有第二导电类型，以形成NLDMOS器件。

示例性地，在体区2001内形成源区(source)2004和体引出区2006，在漂移区2002内形成掺杂区2003，在掺杂区2003内形成漏区(drain)2005，源区2004、漏区2005上可以分别引出源极、漏极。

进一步，源区2004、漏区2005和掺杂区2003具有第二导电类型，体引出区2006具有第一导电类型。其中，所述漏区2005的掺杂浓度大于所述掺杂去2003，所述掺杂去2003的掺杂浓度大于所述漂移区2002。作为一个实例，在体区2001注入N型杂质形成源区2004，在掺杂区2003内注入N型杂质形成漏区2005，源区2004和漏区2005的掺杂浓度可以相同，因此，二者可以同步地掺杂形成。作为一个实例，在体区2001注入P型杂质形成体引出区2006。

示例性地，在半导体衬底200中形成有浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)201。具体地，蚀刻部分半导体衬底200以形成浅沟槽，在所述浅沟槽中填充隔离材料，以形成隔离有源区的浅沟槽隔离结构201。

示例性地，所述浅沟槽隔离201上形成有栅极结构202。所述栅极结构202包括自下而上依次层叠的栅极介电层、栅极材料层。栅极介电层包括氧化物层，例如二氧化硅(SiO₂)层。栅极材料层包括多晶硅层、金属层、导电性金属氮化物层、导电性金属氧化物层和金属硅化物层中的一种或多种。

此外，所述半导体衬底200上还形成有层间介电层(未示出)，所述层间界面层覆盖所述源区2004、漏区2005和体引出区2006。

接下来，执行步骤S102，如图2B所示，在所述栅极结构202上形成图案化的光刻胶层203。

示例性地，在栅极结构202的上表面涂覆一层光刻胶，然后借助一具有曝光图案的光罩进行曝光、显影工艺，进而在光刻胶中形成开口图案。

接下来，执行步骤S103，如图2C所示，以所述图案化的光刻胶层203为掩膜蚀刻所述栅极结构202和所述浅沟槽隔离201，以在所述浅沟槽隔离201中形成凹槽。进一步，以所述图案化的光刻胶层203为掩膜蚀刻所述栅极结构202以形成分离的第一栅极结构2021和第二栅极结构2022。

示例性地，以图案化的光刻胶层203为掩膜蚀刻栅极结构202和浅沟槽隔离201，以形成第一凹槽204和第二凹槽205，其中，蚀刻部分栅极结构202和部分浅沟槽隔离201以形成第一凹槽204，蚀刻栅极结构202直至露出所述浅沟槽隔离201的上表面以形成第二凹槽205，所述第二凹槽205将栅极结构202分隔为第一栅极结构2021和第二栅极结构2022。具体地，采用干法刻蚀工艺蚀刻栅极结构202和浅沟槽隔离201，干法刻蚀工艺包括但不限于：反应离子刻蚀(RIE)、离子束刻蚀、等离子体刻蚀、激光烧蚀或者这些方法的任意组合。

通过第二凹槽205将栅极结构202分隔为分离的第一栅极结构2021和第二栅极结构2022以作为栅极场板，增大了LDMOS器件的电容，改善了电场分布，进而提高了耐压性能。

进一步，在以图案化的光刻胶层203为掩膜蚀刻栅极结构202和浅沟槽隔离201的同时，还包括以所述图案化的光刻胶层203为掩膜蚀刻层间介电层，以在源区2004、漏区2005和体引出区2006上方的层间介电层中形成接触孔(Contact hole)的步骤。

接下来，执行步骤S104，如图2D所示，在所述第一凹槽204中形成屏蔽场板206。

示例性地，在所述第一凹槽204中填充金属材料(例如钨)，以形成屏蔽场板206，所述屏蔽场板206的上表面不低于所述栅极202的上表面。在本实施例中，在形成屏蔽场板206的同时，还包括在源区2004、漏区2005和体引出区2006上方的接触孔中填充金属以形成金属接触(Contact，CT)的步骤。

通过在第一凹槽204中形成屏蔽场板206，增大了LDMOS器件的电容，改善了电场分布，进而提高了耐压性能。

根据本发明提供的半导体器件的制作方法，在上述步骤中仅形成了一次光刻胶层并执行了一次刻蚀工艺，与现有技术相比，简化了工艺步骤，节约了工艺成本，并提高了器件性能。

下面结合附图2D，对本发明实施例提供的半导体器件的结构进行描述。该半导体器件包括：半导体衬底200，所述半导体衬底200中形成有浅沟槽隔离201，所述浅沟槽隔离201上形成有栅极；所述浅沟槽隔离201中形成有凹槽，所述凹槽中形成有屏蔽场板206。

示例性地，本发明的半导体器件包括横向双扩散金属氧化物半导体(LaterallyDiffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)器件，本发明的半导体器件中包括第一导电类型和第二导电类型。示例性地，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型，其中，P型掺杂离子包括但不限于硼离子，N型掺杂离子包括但不限于磷离子或砷离子。

示例性地，所述半导体衬底200可以是以下所提到的材料中的至少一种：单晶硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。作为一个实例，半导体衬底200为硅衬底，具有第一导电类型或者第二导电类型。

示例性地，半导体衬底200中形成有P阱作为体区(Body)2001，半导体衬底200中还形成有漂移区(Drift)2002，漂移区2002位于半导体衬底200内，一般为轻掺杂区，对于N沟槽LDMOS，漂移区为N型掺杂。作为一个实例，半导体衬底200具有第一导电类型，体区2001具有第一导电类型，漂移区2002具有第二导电类型，以形成NLDMOS器件。

进一步，在体区2001内形成有源区(source)2004和体引出区2006，在漂移区2002内形成有掺杂区2003，在掺杂区2003内形成有漏区(drain)2005，源区2004、漏区2005上可以分别引出源极、漏极。其中，源区2004、漏区2005和掺杂区2003具有第二导电类型，体引出区2006具有第一导电类型。其中，所述漏区2005的掺杂浓度大于所述掺杂区2003，所述掺杂区2003的掺杂浓度大于所述漂移区2002。

示例性地，在半导体衬底200中形成有浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)201。所述浅沟槽隔离201中形成有第一凹槽，所述第一凹槽中形成有屏蔽场板206。进一步，所述屏蔽场板206的材料包括金属，例如钨。通过在浅沟槽隔离201中形成屏蔽场板206，增大了LDMOS器件的电容，改善了电场分布，进而提高了耐压性能。

示例性地，栅极202中形成有第二凹槽205，所述第二凹槽205将栅极202分隔为第一栅极2021和第二栅极2022。通过第二凹槽205将栅极202分隔为分离的第一栅极2021和第二栅极2022以作为栅极场板，增大了LDMOS器件的电容，改善了电场分布，进而提高了耐压性能。

本发明还提供一种电子装置，包括半导体器件以及与所述半导体器件相连的电子组件。其中，该半导体器件包括：半导体衬底200，所述半导体衬底200中形成有浅沟槽隔离201，所述浅沟槽隔离201上形成有栅极；所述浅沟槽隔离201中形成有凹槽，所述凹槽中形成有屏蔽场板206。

其中，所述电子组件，可以为分立器件、集成电路等任何电子组件。

本实施例的电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、VCD、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可为任何包括该半导体器件的中间产品。

其中，图3示出手机的示例。手机300的外部设置有包括在外壳301中的显示部分302、操作按钮303、外部连接端口304、扬声器305、话筒306等。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。