【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體集成電路，特別是涉及一種高壓mosfet器件及其制備方法。
技術介紹
1、隨著半導體技術的發展，高工藝節點的半導體器件的柵極結構中通常采用高介電常數(簡稱高k)材料作為柵介質層，并使用金屬作為柵電極，疊加形成高k金屬柵極結構(hkmg，high-k?metal?gate)以避免高k材料與傳統柵電極材料發生費米能級釘扎效應以及硼滲透效應，從而減小半導體器件的漏電流。
2、hkmg的柵極結構通常采用柵極替換工藝實現，也即先在柵極結構的形成區域形成偽柵極結構，完成hkmg之前的所有正面工藝之后，再去除偽柵極結構，在偽柵極結構去除區域形成u型凹槽，之后在u型凹槽中形成hkmg。
3、高壓mosfet(hv-mosfet)需要非常厚的有效氧化物厚度(effectiveoxidethickness，eot)來承受超高操作電壓，因此高壓mosfet器件的柵極高度會比一般組件高的多。在28nm以下hkmg制程，一般采用化學機械拋光(cmp，chemical?mechanicalpolishing)對偽柵極結構進行平坦化后去除，這時高壓器件的柵極高度較高，會影響cmp的負載，對此，一般先刻蝕去除高壓區內預設深度的襯底，然后于襯底上形成高壓器件所需的有效氧化物厚度，以此來降低減薄偽柵極結構時的cmp的負載，工藝流程較為復雜。
技術實現思路
1、鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種高壓mosfet器件及其制備方法，用于解決現有技術中高壓器件
2、為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種高壓mosfet器件，所述高壓mosfet器件包括：半導體基底、位于所述半導體基底上的高壓區柵極結構和低壓區柵極結構；所述高壓區柵極結構由下向上依次包括高壓區柵氧化層、第二層間介質層及高壓區金屬柵，所述低壓區柵極結構包括呈u型的低壓區柵氧化層、填充于u型所述低壓區柵氧化層內部的低壓區金屬柵及位于u型所述低壓區柵氧化層外部下部的偽柵氧化層；其中，所述高壓區柵氧化層的頂面與所述低壓區柵極結構的頂面齊平，所述高壓區柵氧化層與所述低壓區柵極結構之間填充有第一層間介質層，且所述第二層間介質層還形成于所述低壓區柵極結構上；
3、還包括：刻蝕停止層；所述刻蝕停止層分別形成于所述高壓區柵氧化層外側壁、所述低壓區柵極結構外側壁，及所述第一層間介質層與所述半導體基底之間。
4、可選地，所述高壓mosfet器件還包括側墻，所述側墻分別形成于所述高壓區柵氧化層外側壁與所述刻蝕停止層之間，及所述低壓區柵極結構外側壁與所述刻蝕停止層之間。
5、可選地，所述高壓mosfet器件還包括：
6、形成于所述半導體基底內的淺溝槽隔離結構，所述淺溝槽隔離結構將所述高壓區柵極結構與所述低壓區柵極結構隔離；
7、第三層間介質層，形成于所述第二層間介質層上并包覆所述高壓區金屬柵；
8、貫穿所述第三層間介質層并與所述高壓區金屬柵接觸的第一引出結構，以及貫穿所述第三層間介質層、所述第二層間介質層、所述第一層間介質層及所述刻蝕停止層并與所述半導體基底內的源極和/或漏極接觸的若干個第二引出結構。
9、本專利技術還提供一種高壓mosfet器件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
10、s1，提供一半導體基底，所述半導體基底包括高壓區及低壓區，且所述半導體基底上形成有偽柵氧化層；
11、s2，于所述半導體基底上形成覆蓋所述偽柵氧化層的多晶硅偽柵極層；
12、s3，去除位于所述半導體基底高壓區內預設位置的所述多晶硅偽柵極層及所述偽柵氧化層，以于該預設位置處形成溝槽；
13、s4，形成填充滿所述溝槽的高壓區柵氧化層；
14、s5，采用光刻工藝并結合硬掩膜層刻蝕所述多晶硅偽柵極層及所述偽柵氧化層，保留所述低壓區內預設位置的所述多晶硅偽柵極層及所述偽柵氧化層；從而，位于所述高壓區的所述高壓區柵氧化層及所述硬掩膜層形成高壓區堆疊結構，位于所述低壓區的所述偽柵氧化層、所述多晶硅偽柵極層及所述硬掩膜層形成低壓區堆疊結構；
15、s6，形成覆蓋所得結構上表面的刻蝕停止層；
16、s7，于所述刻蝕停止層上形成第一層間介質層，所述第一層間介質層的上表面不低于位于所述高壓區堆疊結構上的所述刻蝕停止層頂面，然后減薄所述第一層間介質層、所述刻蝕停止層及所述硬掩膜層，直至顯露出所述高壓區柵氧化層的頂面及所述多晶硅偽柵極層的頂面；
17、s8，去除所述多晶硅偽柵極層，以形成u型凹槽；
18、s9，于所述u型凹槽的底壁及側壁形成u型的低壓區柵氧化層，然后于所述低壓區柵氧化層上形成填充滿所述u型凹槽的低壓區金屬柵；
19、s10，于所得結構上形成第二層間介質層，然后于所述高壓區柵氧化層對應位置上方的所述第二層間介質層上形成高壓區金屬柵。
20、可選地，所述半導體基底為硅襯底，步驟s4中，采用熱氧工藝形成填充滿所述溝槽的所述高壓區柵氧化層。
21、可選地，步驟s5中，采用光刻工藝并結合硬掩膜層刻蝕所述多晶硅偽柵極層及所述偽柵氧化層的方法包括：
22、s51，于所述多晶硅偽柵極層及所述高壓區柵氧化層上形成硬掩膜層；
23、s52，于所述硬掩膜層上形成光刻膠層，并對其進行圖形化，圖形化的所述光刻膠層覆蓋所述高壓區柵氧化層對應位置上方的所述硬掩膜層及所述低壓區內預設位置的所述硬掩膜層；
24、s53，基于圖形化的所述光刻膠層，刻蝕去除未被所述光刻膠層覆蓋的所述硬掩膜層、所述多晶硅偽柵極層及所述偽柵氧化層；
25、s54，去除圖形化的所述光刻膠層。
26、進一步地，步驟s52中圖形化的所述光刻膠層覆蓋的所述高壓區柵氧化層對應位置上方的所述硬掩膜層的平面尺寸小于所述高壓區柵氧化層的平面尺寸。
27、可選地，所述硬掩膜層為氮化硅層與氧化硅層的復合疊層結構。
28、可選地，步驟s7中所述第一層間介質層的上表面不低于位于所述高壓區堆疊結構上的所述刻蝕停止層頂面，然后減薄所述第一層間介質層、所述刻蝕停止層及所述硬掩膜層，直至顯露出所述高壓區柵氧化層的頂面及所述多晶硅偽柵極層的頂面的方法包括：
29、s71，采用化學機械拋光工藝減薄所述第一層間介質層，至顯露出位于所述低壓區堆疊結構上的所述刻蝕停止層頂面；
30、s72，采用光刻刻蝕工藝去除位于所述多晶硅偽柵極層對應位置上方的所述刻蝕停止層與所述硬掩膜層，及所述高壓區柵氧化層對應位置上方的所述刻蝕停止層與所述硬掩膜層；
31、s73，回填所述第一層間介質層，以使所述第一層間介質層的頂面不低于所述高壓區柵本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高壓MOSFET器件，其特征在于，所述高壓MOSFET器件包括：半導體基底、位于所述半導體基底上的高壓區柵極結構和低壓區柵極結構；所述高壓區柵極結構由下向上依次包括高壓區柵氧化層、第二層間介質層及高壓區金屬柵，所述低壓區柵極結構包括呈U型的低壓區柵氧化層、填充于U型所述低壓區柵氧化層內部的低壓區金屬柵及位于U型所述低壓區柵氧化層外部下部的偽柵氧化層；其中，所述高壓區柵氧化層的頂面與所述低壓區柵極結構的頂面齊平，所述高壓區柵氧化層與所述低壓區柵極結構之間填充有第一層間介質層，且所述第二層間介質層還形成于所述低壓區柵極結構上；
2.根據權利要求1所述的高壓MOSFET器件，其特征在于：所述高壓MOSFET器件還包括側墻，所述側墻分別形成于所述高壓區柵氧化層外側壁與所述刻蝕停止層之間，及所述低壓區柵極結構外側壁與所述刻蝕停止層之間。
3.根據權利要求1所述的高壓MOSFET器件，其特征在于，所述高壓MOSFET器件還包括：
4.一種高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
5.根據權利要求4所述的高壓MOSF
6.根據權利要求4所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于，步驟S5中，采用光刻工藝并結合硬掩膜層刻蝕所述多晶硅偽柵極層及所述偽柵氧化層的方法包括：
7.根據權利要求6所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于：步驟S52中圖形化的所述光刻膠層覆蓋的所述高壓區柵氧化層對應位置上方的所述硬掩膜層的平面尺寸小于所述高壓區柵氧化層的平面尺寸。
8.根據權利要求4所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于：所述硬掩膜層為氮化硅層與氧化硅層的復合疊層結構。
9.根據權利要求4所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于，步驟S7中所述第一層間介質層的上表面不低于位于所述高壓區堆疊結構上的所述刻蝕停止層頂面，然后減薄所述第一層間介質層、所述刻蝕停止層及所述硬掩膜層，直至顯露出所述高壓區柵氧化層的頂面及所述多晶硅偽柵極層的頂面的方法包括：
10.根據權利要求4所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于：所述高壓區金屬柵的材料包括氮化鈦。
11.根據權利要求4所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于，步驟S10之后還包括以下步驟：
12.根據權利要求4所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于：步驟S10中，于所述高壓區柵氧化層對應位置上方的所述第二層間介質層上形成所述高壓區金屬柵的同時，于所述第二層間介質層上預設位置形成金屬電阻，用以于該預設位置處形成所述高壓MOSFET器件的電阻結構。
13.根據權利要求4所述的高壓MOSFET器件的制備方法，其特征在于：步驟S6中，形成覆蓋所得結構上表面的所述刻蝕停止層之前，還包括于所述高壓區堆疊結構外側壁及所述低壓區堆疊結構外側壁分別形成側墻的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種高壓mosfet器件，其特征在于，所述高壓mosfet器件包括：半導體基底、位于所述半導體基底上的高壓區柵極結構和低壓區柵極結構；所述高壓區柵極結構由下向上依次包括高壓區柵氧化層、第二層間介質層及高壓區金屬柵，所述低壓區柵極結構包括呈u型的低壓區柵氧化層、填充于u型所述低壓區柵氧化層內部的低壓區金屬柵及位于u型所述低壓區柵氧化層外部下部的偽柵氧化層；其中，所述高壓區柵氧化層的頂面與所述低壓區柵極結構的頂面齊平，所述高壓區柵氧化層與所述低壓區柵極結構之間填充有第一層間介質層，且所述第二層間介質層還形成于所述低壓區柵極結構上；
2.根據權利要求1所述的高壓mosfet器件，其特征在于：所述高壓mosfet器件還包括側墻，所述側墻分別形成于所述高壓區柵氧化層外側壁與所述刻蝕停止層之間，及所述低壓區柵極結構外側壁與所述刻蝕停止層之間。
3.根據權利要求1所述的高壓mosfet器件，其特征在于，所述高壓mosfet器件還包括：
4.一種高壓mosfet器件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
5.根據權利要求4所述的高壓mosfet器件的制備方法，其特征在于：所述半導體基底為硅襯底，步驟s4中，采用熱氧工藝形成填充滿所述溝槽的所述高壓區柵氧化層。
6.根據權利要求4所述的高壓mosfet器件的制備方法，其特征在于，步驟s5中，采用光刻工藝并結合硬掩膜層刻蝕所述多晶硅偽柵極層及所述偽柵氧化層的方法包括：
7.根據權利要求6所述的高壓m...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林昭宏，
申請(專利權)人：重慶芯聯微電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。