[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本申请提供一种半导体结构及其形成方法，使所述半导体结构在高压器件区的栅氧化层大部分嵌入所述半导体衬底中，从而使高压器件区与非高压器件区在形成栅氧化层之后具有接近水平的表面。所述半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成有多个隔离结构，所述半导体衬底表面依次形成有衬垫氧化层和掩膜层，所述掩膜层具有第一开口，所述第一开口对应于所述隔离结构之间的半导体衬底以及部分隔离结构；去除所述第一开口暴露出的衬垫氧化层；刻蚀所述半导体衬底，使所述隔离结构之间的半导体衬底形成类∑形状的凹陷部；在所述凹陷部内生长栅氧化层。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体地涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

在集成电路中通常包含多种器件，比如高压器件和低压器件，而高压器件通常使用较厚的栅氧化层来维持较高的工作电压，比如作为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)栅极驱动的高压器件来说，其栅氧化层通常可达到1100埃。

在制作高压器件的栅氧化层之前，半导体衬底上需要形成牺牲氧化层并随后去除，以减少高压器件区与低压器件区或者中压器件区的高度差，所述高度差是由于高压器件区厚的栅氧化层而导致的。然而，所述牺牲氧化层的存在会影响到半导体衬底中沟槽隔离结构的应力，进而影响低压器件或者中压器件的性能。在后续去除所述牺牲氧化层的工艺中，会在所述沟槽隔离结构与半导体衬底的界面处形成较大的凹陷，所述凹陷围绕高压器件的有源区，影响半导体结构的性能，并可能在随后制作高压器件金属栅的工艺中引起金属栅的残留。

因此，为解决上述技术问题，有必要提出一种新的半导体结构及其制造方法。

发明内容

本申请提供一种半导体结构及其形成方法，使所述半导体结构在高压器件区的栅氧化层大部分嵌入所述半导体衬底中，从而使高压器件区与非高压器件区在形成栅氧化层之后具有接近水平的表面。

本申请的一方面提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底中形成有多个隔离结构，所述半导体衬底表面依次形成有衬垫氧化层和掩膜层，所述掩膜层具有第一开口，所述第一开口对应于所述隔离结构之间的半导体衬底以及部分隔离结构；去除所述第一开口暴露出的衬垫氧化层；刻蚀所述半导体衬底，使所述隔离结构之间的半导体衬底形成类∑形状的凹陷部；在所述凹陷部内生长栅氧化层。

可选的，所述方法在形成类∑形状的凹陷部后还包括：去除所述凹陷部与所述隔离结构连接处的部分隔离结构，露出所述凹陷部的顶端。

可选的，在所述凹陷部内生长栅氧化层后，所述方法还包括：去除所述掩膜层。

可选的，去除所述掩膜层后，所述方法还包括：减薄所述衬垫氧化层。

可选的，所述半导体衬底包括高压器件区和非高压器件区，所述栅氧化层形成于高压器件区。

可选的，采用干法刻蚀或采用湿法刻蚀工艺刻蚀所述半导体衬底，使所述隔离结构之间的半导体衬底形成类∑形状的凹陷部。

可选的，所述湿法刻蚀工艺中所述刻蚀液包括TMAH。

可选的，所述干法刻蚀工艺中所述刻蚀气体包括CF₄。

可选的，采用热氧化工艺在所述凹陷部内生长栅氧化层。

本申请的另一方面还提供一种半导体结构，包括：半导体衬底；隔离结构，位于所述半导体衬底中；衬垫氧化层，位于半导体衬底的表面；栅氧化层，位于所述隔离结构之间的，未被所述衬垫氧化层覆盖的半导体衬底中。

可选的，所述半导体衬底包括高压器件区和非高压器件区，所述栅氧化层位于高压器件区。

可选的，所述栅氧化层采用热氧化所述位于半导体衬底内的类∑形状的凹陷部形成。