本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體，特別是涉及一種垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、bcd（bipolar-cmos-dmos）工藝是一種單片集成工藝技術(shù)，這種工藝能夠在同一芯片上制作bipolar（雙極）、cmos（complementary?metal?oxide?semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）和dmos（double-diffused?metal?oxide?semiconductor，雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體）器件。bcd工藝綜合了以上三種器件的優(yōu)點(diǎn)，成為了集成電路的主流工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電路的低功耗、高集成度、高速度和高驅(qū)動(dòng)能力的要求，并且具有更好的可靠性。

2、其中，dmos器件通常在芯片中占用了一半左右的面積，bcd工藝可以集成多種dmos功率器件，比如ldmos（lateral?double-diffused?mosfet，橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體）器件、vdmos（vertical?double-diffused?mosfet，垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體）器件和溝槽dmos器件。

3、相關(guān)技術(shù)中，vdmos器件的耐壓和特征導(dǎo)通電阻均優(yōu)于ldmos器件，但是vdmos器件的缺點(diǎn)是難以與平面cmos工藝集成在一起。因此，如何獲得同時(shí)具備高耐壓、低導(dǎo)通電阻和可集成特性的vdmos器件成為亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例為解決背景技術(shù)中存在的至少一個(gè)問(wèn)題而提供一種垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制備方法。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件包括：

3、半導(dǎo)體材料層；

4、埋層和漂移區(qū)，位于所述半導(dǎo)體材料層中，且所述漂移區(qū)位于所述埋層上；

5、場(chǎng)板溝槽，位于所述半導(dǎo)體材料層中，且沿所述半導(dǎo)體材料層的厚度方向，所述場(chǎng)板溝槽在所述半導(dǎo)體材料層中的延伸深度小于所述埋層的底部在所述半導(dǎo)體材料層中的深度；

6、場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，位于所述場(chǎng)板溝槽中；

7、阱區(qū)，所述阱區(qū)位于所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的一側(cè)；

8、源極區(qū)和漏極區(qū)，所述源極區(qū)位于所述阱區(qū)中，所述漏極區(qū)位于所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的另一側(cè)；所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的一側(cè)和所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的另一側(cè)為沿第一方向相對(duì)的兩側(cè)，所述第一方向?yàn)槠叫杏谒鲈礃O區(qū)至所述漏極區(qū)的方向。

9、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，沿所述半導(dǎo)體材料層的厚度方向，所述場(chǎng)板溝槽在所述半導(dǎo)體材料層中的延伸深度小于所述漂移區(qū)的底部在所述半導(dǎo)體材料層中的深度。

10、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)包括場(chǎng)極板和位于所述場(chǎng)極板和所述場(chǎng)板溝槽之間的場(chǎng)氧層；

11、沿所述第一方向，所述場(chǎng)極板到所述場(chǎng)板溝槽的兩個(gè)側(cè)壁的距離相等。

12、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)沿第二方向間隔排布；所述第二方向?yàn)樵谒霭雽?dǎo)體材料層平面方向上垂直所述第一方向的方向。

13、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件還包括：

14、隔離溝槽，位于所述半導(dǎo)體材料層中，且位于所述漏極區(qū)遠(yuǎn)離所述源極區(qū)的一側(cè)；所述隔離溝槽與所述場(chǎng)板溝槽同步形成；沿所述半導(dǎo)體材料層的厚度方向，所述隔離溝槽在所述半導(dǎo)體材料層中的延伸深度大于所述埋層的底部在所述半導(dǎo)體材料層中的深度；

15、器件隔離結(jié)構(gòu)，位于所述隔離溝槽中。

16、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法包括：

17、提供半導(dǎo)體材料層，所述半導(dǎo)體材料層包括埋層和漂移區(qū)，所述漂移區(qū)位于所述埋層上；

18、在所述半導(dǎo)體材料層中形成場(chǎng)板溝槽，沿所述半導(dǎo)體材料層的厚度方向，所述場(chǎng)板溝槽在所述半導(dǎo)體材料層中的延伸深度小于所述埋層的底部在所述半導(dǎo)體材料層中的深度；

19、在所述場(chǎng)板溝槽中形成場(chǎng)板結(jié)構(gòu)；

20、在所述漂移區(qū)中形成阱區(qū)，所述阱區(qū)位于所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的一側(cè)；

21、形成源極區(qū)和漏極區(qū)，所述源極區(qū)位于所述阱區(qū)中，所述漏極區(qū)位于所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的另一側(cè)；所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的一側(cè)和所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的另一側(cè)為沿第一方向相對(duì)的兩側(cè)，所述第一方向?yàn)槠叫杏谒鲈礃O區(qū)至所述漏極區(qū)的方向。

22、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，在所述半導(dǎo)體材料層中形成場(chǎng)板溝槽的同時(shí)，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法還包括：

23、在所述半導(dǎo)體材料層中形成隔離溝槽，所述隔離溝槽與所述場(chǎng)板溝槽彼此相鄰，且沿所述半導(dǎo)體材料層的厚度方向，所述隔離溝槽在所述半導(dǎo)體材料層中的延伸深度大于所述埋層的底部在所述半導(dǎo)體材料層中的深度。

24、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)包括場(chǎng)極板和位于所述場(chǎng)極板和所述場(chǎng)板溝槽之間的場(chǎng)氧層；

25、沿所述第一方向，所述場(chǎng)極板到所述場(chǎng)板溝槽的兩個(gè)側(cè)壁的距離相等。

26、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，沿所述半導(dǎo)體材料層的厚度方向，所述場(chǎng)板溝槽在所述半導(dǎo)體材料層中的延伸深度小于所述漂移區(qū)的底部在所述半導(dǎo)體材料層中的深度。

27、結(jié)合本申請(qǐng)的第一方面，在一可選實(shí)施方式中，所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述場(chǎng)板結(jié)構(gòu)沿第二方向間隔排布；所述第二方向?yàn)樵谒霭雽?dǎo)體材料層平面方向上垂直所述第一方向的方向。

28、本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制備方法，一方面，將器件的耐壓區(qū)域從橫向改為縱向，這樣可以極大地節(jié)省器件橫向面積，使得器件更具面積優(yōu)勢(shì)，可以提高器件的集成度；另一方面，場(chǎng)板溝槽在半導(dǎo)體材料層中的延伸深度小于埋層的底部在半導(dǎo)體材料層中的深度，可以形成足夠?qū)挼膶?dǎo)通路徑，如此，可以在保證器件耐壓的同時(shí)，減小器件的特征導(dǎo)通電阻。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，具備高耐壓、低導(dǎo)通電阻和可集成的特性。

29、本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件還包括：

6.一種垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，在所述半導(dǎo)體材料層中形成場(chǎng)板溝槽的同時(shí)，所述垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例涉及一種垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件及其制備方法。垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件包括：半導(dǎo)體材料層；埋層和漂移區(qū)，位于半導(dǎo)體材料層中，且漂移區(qū)位于埋層上；場(chǎng)板溝槽，位于半導(dǎo)體材料層中，且沿半導(dǎo)體材料層的厚度方向，場(chǎng)板溝槽在半導(dǎo)體材料層中的延伸深度小于埋層的底部在半導(dǎo)體材料層中的深度；場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，位于場(chǎng)板溝槽中；阱區(qū)，阱區(qū)位于場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的一側(cè)；源極區(qū)和漏極區(qū)，源極區(qū)位于阱區(qū)中，漏極區(qū)位于場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的另一側(cè)；場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的一側(cè)和另一側(cè)為沿第一方向相對(duì)的兩側(cè)，第一方向?yàn)槠叫杏谠礃O區(qū)至漏極區(qū)的方向。垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件具備高耐壓、低導(dǎo)通電阻和可集成的特性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙曉龍,張擁華,張青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：粵芯半導(dǎo)體技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21