[发明专利]一种双层浅沟槽隔离结构、制备方法及横向扩散MOS管

权利要求书

1.一种双层浅沟槽隔离结构，包括带有外延层的半导体衬底，所述半导体衬底包括在所述外延层上设有漂移区，在所述外延层上且在所述漂移区的相邻两端分别有源区和漏区，其特征在于：在所述漂移区内设有双层浅沟槽隔离结构，所述双层浅沟槽隔离结构分上下两层，所述上层浅沟槽隔离结构具有两倾斜侧壁，所述上层浅沟槽隔离结构的两侧壁顶端与所述漂移区表面所形成的角为钝角，且所述上层浅沟槽隔离结构的底部完全是所述下层浅沟槽隔离结构的顶部，所述双层浅沟槽隔离结构内填充有绝缘介质。

2.根据权利要求1所述的双层浅沟槽隔离结构，其特征在于，所述上层浅沟槽隔离结构的两侧壁的倾斜角为60-85度。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述上层浅沟槽隔离结构的深度占整个所述双层浅沟槽隔离结构的深度的20%-25%。

4.根据权利要求1所述的双层浅沟槽隔离结构，其特征在于，所述下层浅沟槽隔离结构具有两平行且倾斜角为90度的侧壁。

5.根据权利要求1所述的双层浅沟槽隔离结构，其特征在于，所述上层浅沟槽隔离结构的两侧壁与所述下层浅沟槽隔离结构的两侧壁所形成的角为钝角。

6.根据权利要求1所述的双层浅沟槽隔离结构，其特征在于，对所述上层浅沟槽隔离结构的两侧壁顶端与所述漂移区表面的相交处、所述上层浅沟槽隔离结构的两侧壁与所述下层浅沟槽隔离结构的两侧壁的交界处、以及所述下层浅沟槽隔离结构的两侧壁的底端与所述漂移区相交处进行圆化或钝化处理。

7.一种双层浅沟槽隔离结构的制备方法，其特征在于，包括：

步骤S01：提供一个表面覆盖有掩膜层结构的半导体衬底，经刻蚀，在半导体衬底的漂移区中刻蚀出深凹槽；

步骤S02：在所述半导体衬底上涂覆一层光刻胶，且所述光刻胶填充满整个深凹槽；

步骤S03：经曝光显影，在所述半导体衬底表面的光刻胶形成一个大于所述深凹槽宽度的凹槽，填充在所述深凹槽内的光刻胶的上面一部分被去除，下面一部分保留在所述深凹槽内；

步骤S04：经刻蚀，在所述漂移区内形成具有两倾斜侧壁的上层浅沟槽以及形成下层浅沟槽；

步骤S05：在所述上层浅沟槽和下层浅沟槽内形成薄氧化层，对所述上层浅沟槽的两侧壁顶端与所述漂移区表面的相交处、所述上层浅沟槽的两侧壁与所述下层浅沟槽的两侧壁的交界处、以及所述下层浅沟槽的两侧壁的底端与所述漂移区相交处进行圆化或钝化处理；

步骤S06：在所述上层浅沟槽和下层浅沟槽内填充绝缘介质，分别形成上层浅沟槽隔离结构和下层浅沟槽隔离结构，从而构成双层浅沟槽隔离结构，并将所述掩膜层结构去除。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S03中，所述保留在深凹槽内的光刻胶的高度为所述深凹槽的80%-90%。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述上层浅沟槽隔离结构的深度占整个所述浅沟槽隔离结构的深度的20%-25%。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S04中，采用干法刻蚀，在刻蚀过程中，增加含氟气体的比例，使得在所述侧壁上形成的聚合物的速率大于刻蚀速率，从而形成所述倾斜侧壁。

11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述上层浅沟槽隔离结构的两侧壁的斜率为60-85度。

12.根据权利要求7所述的刻蚀方法，其特征在于，所述下层浅沟槽隔离结构具有两平行且斜率为90度的侧壁。

13.一种包含权利要求1-6任意一项所述的双层浅沟槽隔离结构的横向扩散MOS管，其特征在于，所述横向扩散MOS管包含所述双层浅沟槽隔离结构以及在所述半导体衬底的外延层上设有栅极，所述栅极位于所述源区至所述漂移区的区域上，并且所述栅极的一端延伸至所述双层浅沟槽隔离结构的上部。

14.根据权利要求13所述的刻蚀方法，其特征在于，所述栅极延伸至所述双层浅沟槽隔离结构的上部的中间位置。