[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，形成方法包括：提供衬底；在衬底内形成第一阱区和第二阱区，第二阱区位于第一阱区内，第一阱区和第二阱区的导电类型相反；在衬底上形成栅极结构，栅极结构位于部分第二阱区表面和部分第一阱区表面，栅极结构顶部在衬底的第一阱区表面具有第一投影，栅极结构底部在衬底的第一阱区表面具有第二投影，第一投影在第二投影的范围内；在栅极结构侧壁形成第一侧墙和第二侧墙，第一侧墙位于第一阱区表面上，第二侧墙位于第二阱区表面上；在第一侧墙上形成悬浮插塞，悬浮插塞到第一投影的最小距离大于悬浮插塞到第二投影的最小距离。所形成的半导体结构提升了晶体管的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体(横向扩散增强金属氧化物半导体，Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)结构及其形成方法。

背景技术

功率半导体结构广泛应用于开关电源、汽车电子、工业控制、无线通信、电机控制等众多领域，功率半导体结构的两个必须指标是高击穿电压和低导通电阻。横向扩散金属氧化物半导体(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，LDMOS)晶体管是一种功率金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOS)结构，主要应用于功率集成电路。

一种非对称横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的结构包括：位于衬底内的第一阱区和第二阱区，第一阱区和第二阱区的导电离子类型不同；位于第一阱区和第二阱区上的栅极结构；分别位于栅极结构两侧衬底内的源端掺杂层和漏端掺杂层，漏端掺杂层位于第一阱区内，源端掺杂层位于第二阱区内，源端掺杂层和漏端掺杂层内具有源漏离子，源漏离子导电类型与第一阱区阱离子导电类型相同，其中栅极结构覆盖的第二阱区为沟道区，漏端掺杂层与沟道区之间的第一阱区为横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的漂移区。漂移区用于改变横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的电场分布，提高横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)晶体管的击穿电压，但如果结构进一步缩小，其对击穿电压的提高作用不明显。

因此，随着半导体结构尺寸的缩小，提出了横向扩散增强金属氧化物半导体(Laterally Diffused Enhance Metal Oxide Semiconductor，LDEMOS)晶体管结构，横向扩散增强金属氧化物半导体(LDEMOS)采用在栅极结构和漏端掺杂层上的介质层内形成悬浮插塞，对所述悬浮插塞通电，在悬浮插塞底部的衬底内形成耗尽层，提高横向扩散增强金属氧化物半导体(LDEMOS)的击穿电压。

然而，现有技术形成的横向扩散增强金属氧化物半导体(LDEMOS)结构的性能较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提高半导体结构的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底内形成第一阱区和第二阱区，第二阱区位于第一阱区内，所述第一阱区和第二阱区的导电类型相反；在所述衬底上形成栅极结构，所述栅极结构位于部分第二阱区表面和部分第一阱区表面，所述栅极结构顶部在衬底的第一阱区表面具有第一投影，所述栅极结构底部在衬底的第一阱区表面具有第二投影，所述第一投影在所述第二投影的范围内；在所述栅极结构侧壁形成第一侧墙和第二侧墙，所述第一侧墙位于所述第一阱区表面上，所述第二侧墙位于所述第二阱区表面上；在所述第一侧墙上形成悬浮插塞，所述悬浮插塞到所述第一投影的最小距离大于所述悬浮插塞到所述第二投影的最小距离。

可选的，形成所述栅极结构的方法包括：在所述衬底表面形成栅极层；在所述栅极层表面形成初始第二掩膜层；在所述初始第二掩膜层表面形成图形化的第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出部分所述初始第二掩膜层；以所述图形化的第一掩膜层为掩膜，对所述初始第二掩膜层进行第一刻蚀，形成第二掩膜层；在所述第一刻蚀的过程中或在所述第一刻蚀之后，在第二掩膜层的侧壁形成保护层；以所述第一掩膜层和保护层为掩膜，对暴露出的栅极层进行第二刻蚀，形成所述栅极结构。