[发明专利]高压LDMOS器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种高压LDMOS器件的制备方法，包括：在衬底的第二沟槽中采用热氧化炉管工艺形成隔离层；刻蚀去除部分厚度的衬底和所述隔离层的顶端位置以形成第三沟槽，同时以第三沟槽和隔离层为隔离界限定义出衬底中的有源区区域；最后在所述隔离层顶端的第三沟槽中形成介质层。本发明还提供一种高压LDMOS器件。本申请通过调整定义有源区、形成浅沟槽隔离结构和形成深沟槽隔离层的顺序，先在深沟槽(第二沟槽)中形成隔离层，再定义衬底中的有源区区域，最后形成介质层(浅沟槽隔离结构)，可以避免在高温热氧化形成所述隔离层时，与浅沟槽隔离结构的交界的有源区区域被误氧化的情况，提高了器件的隔离耐压性能，提高了器件的可靠性。

技术领域

本申请涉及高压LDMOS器件制造技术领域，具体涉及一种高压LDMOS器件及其制备方法。

背景技术

一般实现高压器件的途径有两种，即结隔离和深槽隔离(DTI)。一般在达到相同耐压的情况下，结隔离工艺器件要比DTI工艺器件的尺寸大，相应地，它的生产成本就会高。但是，和结隔离相比，DTI在工艺上难度更大，尤其是对于需要高击穿电压(BV)的器件来说，更为困难。因此，迫切需要开发新的DTI工艺在实现高耐压的前提下保证工艺过程相对简单。

此外，对于高电压的功率器件来说，它的沟槽深度需要达到10um，甚至是20um，而沟槽在宽度上的尺寸在1um～2um，沟槽的深宽比较大，这就大大增加了沟槽的填充难度。

目前，DTI的填充方式一般采用纯氧化硅介质层填充，或者部分热退火氧化硅+部分poly的组合填充。第一，对于纯氧化硅介质层填充的结构来说，为便于填槽，氧化硅介质层通常都是采用CVD工艺生成的，而CVD工艺制备的氧化硅介质层的膜质相对较差，会影响器件的可靠性；第二，对于部分热退火氧化硅+部分poly的组合填充的结构来说，虽然热退火的氧化硅的膜质相对于CVD工艺生成的氧化硅的膜质来说较好，但是由于反应温度较高会导致衬底中AA(有源区)区域被氧化，进而导致narrow width的器件失效，不利于实际应用。

因此，如何在DTI工艺实现器件高耐压的同时，达到AA(有源区)区域不被氧化以及制备工艺过程更加简单的目的，是目前开发新工艺的方向。

发明内容

本申请提供了一种高压LDMOS器件及其制备方法，可以解决在DTI工艺实现器件高耐压的同时，AA(有源区)区域容易被氧化，以及DTI制备工艺过程复杂的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种高压LDMOS器件的制备方法，包括：

提供一衬底，所述衬底上形成有依次堆叠的衬垫氧化层、氮化硅层和硬掩膜层；

刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层和所述衬垫氧化层至所述衬底表面以形成第一沟槽；

刻蚀所述第一沟槽底壁的所述衬底以形成第二沟槽；

采用热氧化炉管工艺在所述第二沟槽中形成一定厚度的隔离层，所述隔离层的上表面与所述衬底的上表面齐平；

刻蚀所述硬掩膜层、所述氮化硅层、所述衬垫氧化层、部分厚度的所述衬底和部分厚度的所述隔离层以形成第三沟槽和定义出所述衬底中的有源区区域；

形成介质层，所述介质层填充所述第三沟槽；以及，

去除所述氮化硅层、所述衬垫氧化层和部分厚度的所述介质层至所述衬底表面，剩余厚度的所述介质层的上表面与所述衬底的上表面齐平。

可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，采用热氧化炉管工艺在所述第二沟槽中形成一定厚度的所述隔离层的过程中，炉管中通入的氧气与所述第二沟槽中暴露的所述衬底发生氧化反应以生成所述隔离层。

可选的，在所述高压LDMOS器件的制备方法中，所述第二沟槽在宽度上的尺寸小于所述隔离层在宽度上的尺寸的十一分之五。