本發(fā)明涉及一種整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法以及使用前述制作方法所制作的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、以目前的半導(dǎo)體技術(shù)水準(zhǔn)，業(yè)界已能將控制電路、存儲(chǔ)器、低壓操作電路以及高壓操作電路及元件同時(shí)整合制作在單一芯片上，由此降低成本，同時(shí)提高操作效能，其中如垂直擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(vertical?double-diffusion?metal-oxide-semiconductor,vdmos)、絕緣柵極雙載流子晶體管(insulated?gate?bipolar?transistor,igbt)以及橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(lateral-diffusion?metal-oxide-semiconductor,ldmos)等制作在芯片內(nèi)的高壓元件，由于具有較佳的切換效率(power?switching?efficiency)，因此又較常被應(yīng)用。如熟悉該項(xiàng)技藝者所知，前述的高壓元件往往被要求能夠承受較高的擊穿電壓，并且能在較低的阻值下操作。

2、另外隨著元件尺寸持續(xù)地縮小，現(xiàn)有平面式(planar)場(chǎng)效晶體管元件的發(fā)展已面臨制作工藝上的極限。為了克服制作工藝限制，以非平面(non-planar)的場(chǎng)效晶體管元件，例如鰭狀場(chǎng)效晶體管(fin?field?effect?transistor,fin?fet)元件來(lái)取代平面晶體管元件已成為目前的主流發(fā)展趨勢(shì)。由于鰭狀場(chǎng)效晶體管元件的立體結(jié)構(gòu)可增加?xùn)艠O與鰭狀結(jié)構(gòu)的接觸面積，因此，可進(jìn)一步增加?xùn)艠O對(duì)于載流子溝道區(qū)域的控制，從而降低小尺寸元件面臨的漏極引發(fā)能帶降低(drain?induced?barrier?lowering,dibl)效應(yīng)，并可以抑制短溝道效應(yīng)(short?channel?effect,sce)。再者，由于鰭狀場(chǎng)效晶體管元件在同樣的柵極長(zhǎng)度下會(huì)具有更寬的溝道寬度，因而可獲得加倍的漏極驅(qū)動(dòng)電流。甚而，晶體管元件的臨界電壓(threshold?voltage)也可通過(guò)調(diào)整柵極的功函數(shù)而加以調(diào)控。

3、然而隨著元件尺寸持續(xù)縮小下現(xiàn)行高壓元件與鰭狀結(jié)構(gòu)的整合上仍存在許多挑戰(zhàn)。因此，如何改良現(xiàn)有高壓元件和低壓元件架構(gòu)即為現(xiàn)今一重要課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法以為高壓晶體管區(qū)提供一種具有足夠深度的深溝槽絕緣。

2、根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，一種具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含一基底包含一高壓晶體管區(qū)和一低壓晶體管區(qū)，一墊氧化硅和一墊氮化硅覆蓋高壓晶體管區(qū)和低壓晶體管區(qū)，一深溝槽設(shè)置于高壓晶體管區(qū)內(nèi)的墊氮化硅、墊氧化硅和基底中，其中深溝槽包含一第一溝槽和一第二溝槽，其中第一溝槽包含一第一底部，第二溝槽由第一底部開始往基底的底部延伸，一第一淺溝槽和一第二淺溝槽設(shè)置于低壓晶體管區(qū)的墊氮化硅、墊氧化硅和基底中，第一淺溝槽和第二淺溝槽在基底上定義出一鰭狀結(jié)構(gòu)，其中第一淺溝槽的長(zhǎng)度和第二溝槽的長(zhǎng)度相同，一絕緣層分別填滿第一溝槽、第二溝槽、第一淺溝槽和第二淺溝槽。

3、根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，一種整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，包含首先提供一基底，基底包含一高壓晶體管區(qū)和一低壓晶體管區(qū)，一墊氮化硅和一墊氧化硅覆蓋高壓晶體管區(qū)和低壓晶體管區(qū)，然后蝕刻高壓晶體管區(qū)的墊氮化硅、墊氧化硅和基底以在墊氮化硅、墊氧化硅和基底中形成一第一溝槽，之后形成一圖案化掩模覆蓋高壓晶體管區(qū)和低壓晶體管區(qū)，其中圖案化掩模填入第一溝槽，在高壓晶體管區(qū)內(nèi)的圖案化掩模定義有一第二溝槽預(yù)定位置以及在低壓晶體管區(qū)的圖案化掩模上定義有一第一淺溝槽的預(yù)定位置和一第二淺溝槽的預(yù)定位置，接著，以圖案化掩模為掩模，蝕刻基底以從第一溝槽的一第一底部延伸出一第二溝槽，并且在低壓晶體管區(qū)內(nèi)形成一第一淺溝槽和一第二淺溝槽，在形成第二溝槽、第一淺溝槽和第二淺溝槽后移除圖案化掩模，最后形成一絕緣層填入第一溝槽、第二溝槽、第一淺溝槽和第二淺溝槽。

4、為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施方式，并配合所附的附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。然而如下的較佳實(shí)施方式與附圖僅供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制者。

技術(shù)特征：

1.一種具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含：

2.如權(quán)利要求1所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一淺溝槽的長(zhǎng)度為由該第一淺溝槽的開口至該第一淺溝槽的底部之間的距離，該第二溝槽的長(zhǎng)度為由該第二溝槽的開口至該第二溝槽的底部之間的距離。

3.如權(quán)利要求1所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一淺溝槽的開口的寬度和該第二溝槽的開口的寬度相同。

4.如權(quán)利要求1所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一淺溝槽的開口的寬度和該第二溝槽的開口的寬度不同。

5.如權(quán)利要求1所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一淺溝槽的輪廓和該第二淺溝槽的輪廓相同。

6.如權(quán)利要求1所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一溝槽還包含第一側(cè)壁，該第一側(cè)壁的內(nèi)表面接觸該絕緣層，該第二溝槽還包含第二底部和第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁的內(nèi)表面接觸該絕緣層，該第一側(cè)壁的內(nèi)表面和該第一底部之間具有第一夾角，該第二側(cè)壁的內(nèi)表面和該第二底部之間具有第二夾角，該第一夾角小于100度，該第二夾角小于95度。

7.如權(quán)利要求6所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第一夾角的度數(shù)和該第二夾角的度數(shù)不同。

8.如權(quán)利要求1所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該深溝槽還包含第三溝槽由該第一底部往該基底的底部延伸，該絕緣層填滿該第三溝槽，該第三溝槽位于該第二溝槽的一側(cè)。

9.如權(quán)利要求8所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第三溝槽的輪廓和該第二溝槽的輪廓相同。

10.如權(quán)利要求8所述的具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中該第三溝槽的輪廓和該第二溝槽的輪廓不同。

11.一種整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，包含：

12.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第一淺溝槽的長(zhǎng)度為由該第一淺溝槽的開口至該第一淺溝槽的底部之間的距離，該第二溝槽的長(zhǎng)度為由該第二溝槽的開口至該第二溝槽的底部之間的距離，該第一淺溝槽的長(zhǎng)度和該第二溝槽的長(zhǎng)度相同。

13.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第一淺溝槽的開口的寬度和該第二溝槽的開口的寬度相同。

14.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第一淺溝槽的開口的寬度和該第二溝槽的開口的寬度不同。

15.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第一溝槽還包含第一側(cè)壁，該第一側(cè)壁的內(nèi)表面接觸該絕緣層，該第二溝槽還包含第二底部和第二側(cè)壁，該第二側(cè)壁的內(nèi)表面接觸該絕緣層，該第一側(cè)壁的內(nèi)表面和該第一底部之間具有第一夾角，該第二側(cè)壁的內(nèi)表面和該第二底部之間具有第二夾角，該第一夾角小于100度，該第二夾角小于95度。

16.如權(quán)利要求15所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第一夾角的度數(shù)和該第二夾角的度數(shù)不同。

17.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，還包含以該圖案化掩模為掩模，蝕刻該基底以形成第三溝槽由該第一底部延伸出來(lái)，該絕緣層填滿該第三溝槽，該第三溝槽位于該第二溝槽的一側(cè)。

18.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第三溝槽的輪廓和該第二溝槽的輪廓相同。

19.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第三溝槽的輪廓和該第二溝槽的輪廓不同。

20.如權(quán)利要求11所述的整合高壓晶體管區(qū)的深溝槽絕緣和低壓晶體管區(qū)的淺溝槽絕緣的制作方法，其中該第一淺溝槽和該第二淺溝槽在該基底上定義出鰭狀結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法，其中該具有深溝槽絕緣和淺溝槽絕緣的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含一基底，基底分為一高壓晶體管區(qū)和一低壓晶體管區(qū)，一深溝槽設(shè)置于高壓晶體管區(qū)，其中深溝槽包含一第一溝槽和一第二溝槽，其中第一溝槽包含一第一底部，第二溝槽由第一底部開始往基底的底部延伸，一第一淺溝槽和一第二淺溝槽設(shè)置于低壓晶體管區(qū)，其中第一淺溝槽的長(zhǎng)度和第二溝槽的長(zhǎng)度相同，一絕緣層分別填滿第一溝槽、第二溝槽、第一淺溝槽和第二淺溝槽。

技術(shù)研發(fā)人員：黃靖文,溫智元,郭龍恩,林伯璋,廖琨垣,邱崇益
受保護(hù)的技術(shù)使用者：聯(lián)華電子股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19