斜坡场板及其制造方法与流程

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种斜坡场板；本发明还涉及一种斜坡场板的制造方法。

背景技术：

1、传统场板基本为平行场板，电场变化不均匀，容易出现尖峰电场。如图1所示，是现有多级场板的结构示意图；现有多级场板形成于半导体衬底101上的层间膜106的选定区域中，多级场板是由多个深度渐变的金属场板107组合而成。

2、在所述半导体衬底101上形成有功率器件。

3、所述功率器件包括：栅极结构；

4、所述栅极结构包括栅氧化层102以及多晶硅栅104。

5、在所述栅极结构的侧面形成有侧墙105。图1中，侧墙105由氧化层侧墙和氮化层侧墙叠加而成。

6、所述半导体衬底101上还形成有厚氧化层103，厚氧化层103的厚度大于栅氧化层102的厚度。

7、所述多晶硅栅104位于所述栅氧化层102上并延伸到所述厚氧化层103上。

8、深度最深的所述金属场板107靠近所述多晶硅栅104的第二侧面，从图1中的从左往右的方向上，金属场板107的深度会逐渐降低。在所述多级场板的底部区域的所述半导体衬底101的表面区域通常需要承受较大的横向电压，横向电压会对所述半导体衬底101的表面区域进行耗尽。设置所述多级场板后，各级金属场板107会对电力线产生汇聚作用，从而实现对所述半导体衬底101的表面区域的电场进行调节，使电场均匀化，但是这种各级金属场板107结构，容易产生尖峰电场，对器件的耐压造成不利影响。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种斜坡场板，具有单侧的倾斜结构，采用单一场板即可实现场板的深度变化且是连续变化，能在对斜坡场板底部的半导体衬底表面区域的电场进行均匀控制的基础上进一步防止出现尖峰电场，从而消除易击穿区域，能提高器件的整体耐压性。为此，本发明还提供一种斜坡场板的制造方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的斜坡场板由填充于场板开口中的第一导电材料层组成。

3、所述场板开口形成于半导体衬底上的层间膜的选定区域中。

4、所述场板开口由第一开口和第二开口横向连接形成。

5、所述第一开口通过对所述层间膜的各向异性刻蚀形成，所述第一开口具有由所述各向异性刻蚀定义的第一侧面和第二侧面，所述第一开口的底部表面位于所述层间膜的底部表面之上且所述第一开口的底部表面和所述半导体衬底的顶部表面具有间距。

6、所述第二开口由对所述层间膜进行各向同性刻蚀形成，所述第二开口具有第一侧面和第二侧面；所述第二开口的第一侧面为所述第一开口的第二侧面，所述第二开口的第二侧面具有由所述各向同性刻蚀所定义的倾斜结构；所述第二开口的底部表面和所述第一开口的底部表面相平。

7、所述层间膜的顶部表面平坦，所述第一开口和所述第二开口的顶部表面都和所述层间膜的顶部表面相平。

8、在所述第二开口的第二侧面处，斜坡场板的深度连续变化，用于对所述斜坡场板底部的所述半导体衬底表面区域的电场进行均匀控制，防止出现尖峰电场。

9、进一步的改进是，在所述斜坡场板的形成区域中，所述半导体衬底的顶部表面和所述层间膜的底部表面之间还形成有第一氧化层和第二刻蚀停止层。

10、所述第二刻蚀停止层作为所述各向异性刻蚀和所述各向同性刻蚀的停止层，所述第一开口的底部表面和所述第二开口的底部表面都位于所述第二刻蚀停止层的顶部表面或者延伸到所述第二刻蚀停止层的顶部表面下。

11、进一步的改进是，在所述半导体衬底上形成有功率器件；

12、所述功率器件包括：栅极结构；

13、所述栅极结构包括栅介质层以及栅极导电材料层；

14、所述栅介质层的第二侧面和所述第一氧化层的第一侧面相接；

15、所述栅极导电材料层位于所述栅介质层上并延伸到所述第一氧化层上；

16、所述第一开口的第一侧面和所述栅极导电材料层的第二侧面具有间距。

17、进一步的改进是，所述栅介质层包括栅氧化层，所述栅极导电材料层包括多晶硅栅。

18、进一步的改进是，所述栅极导电材料层的顶部通过接触孔连接到由正面金属层组成的栅极。

19、所述斜坡场板连接到所述栅极。

20、进一步的改进是，所述第一导电材料层的材料包括金属。

21、进一步的改进是，所述第二刻蚀停止层的材料包括氮化硅。

22、为解决上述技术问题，本发明提供的斜坡场板的制造方法包括步骤：

23、步骤一、提供形成有顶部表面平坦的层间膜的半导体衬底，定义出第一开口的形成区域。

24、步骤二、对所述层间膜进行各向异性刻蚀形成所述第一开口；所述第一开口具有由所述各向异性刻蚀定义的第一侧面和第二侧面，所述第一开口的底部表面位于所述层间膜的底部表面之上且所述第一开口的底部表面和所述半导体衬底的顶部表面具有间距。

25、步骤三、在所述第一开口中填充刻蚀阻挡层。

26、步骤四、定义出第二开口的形成区域。

27、步骤五、对所述层间膜进行各向同性刻蚀形成第二开口，所述第二开口具有第一侧面和第二侧面。

28、所述第二开口的第一侧面受到所述刻蚀阻挡层的阻挡作用而位于所述第一开口的第二侧面。

29、所述第二开口的第二侧面具有由所述各向同性刻蚀所定义的倾斜结构；所述第二开口的底部表面和所述第一开口的底部表面相平。

30、所述第一开口和所述第二开口的顶部表面都和所述层间膜的顶部表面相平。

31、步骤六、去除所述刻蚀阻挡层，由所述第一开口和所述第二开口横向连接形成场板开口。

32、步骤七、在所述场板开口中填充第一导电材料层并组成斜坡场板；在所述第二开口的第二侧面处，所述斜坡场板的深度连续变化，用于对所述斜坡场板底部的所述半导体衬底表面区域的电场进行均匀控制，防止出现尖峰电场。

33、进一步的改进是，步骤一中，在所述斜坡场板的形成区域中，所述半导体衬底的顶部表面和所述层间膜的底部表面之间还形成有第一氧化层和第二刻蚀停止层。

34、所述第二刻蚀停止层作为所述各向异性刻蚀和所述各向同性刻蚀的停止层，所述第一开口的底部表面和所述第二开口的底部表面都位于所述第二刻蚀停止层的顶部表面或者延伸到所述第二刻蚀停止层的顶部表面下。

35、进一步的改进是，所述各向异性刻蚀采用干法刻蚀。

36、所述各向同性刻蚀采用湿法刻蚀。

37、进一步的改进是，步骤三合并到步骤四中，步骤四包括：

38、涂布第二光刻胶层，所述第二光刻胶层将所述第一开口完全填充并延伸到所述第一开口外的所述层间膜的表面。

39、进行曝光显影对所述第二光刻胶层进行图形化形成第二光刻胶开口，所述第二光刻胶开口定义出所述第二开口的形成区域；由图形化后填充于所述第一开口中的所述第二光刻胶层组成所述刻蚀阻挡层。

40、进一步的改进是，所述第二光刻胶层具有满足作为所述刻蚀阻挡层要求的高粘附性。

41、进一步的改进是，所述第二开口的第二侧面和底部表面相交的位置由所述第二光刻胶开口的第二侧面位置调节。

42、进一步的改进是，步骤一中，在所述半导体衬底上形成有功率器件。

43、所述功率器件包括：栅极结构。

44、所述栅极结构包括栅介质层以及栅极导电材料层。

45、所述栅介质层的第二侧面和所述第一氧化层的第一侧面相接。

46、所述栅极导电材料层位于所述栅介质层上并延伸到所述第一氧化层上。

47、所述第一开口的第一侧面和所述栅极导电材料层的第二侧面具有间距。

48、进一步的改进是，还包括：

49、步骤八、形成接触孔，形成正面金属层并对所述正面金属层进行图形化形成栅极。

50、所述栅极导电材料层的顶部通过接触孔连接到所述栅极。

51、所述斜坡场板连接到所述栅极。

52、进一步的改进是，所述第一导电材料层的材料包括金属。

53、进一步的改进是，所述第二刻蚀停止层的材料包括氮化硅。

54、本发明将斜坡场板所填充的场板开口设置为第一开口和第二开口横向连接的结构，第一开口由各向异性刻蚀形成，故，能保证第一开口的第一侧面和第二侧面的垂直度，场板开口的第一侧面即为第一开口的第一侧面，这样在第一开口区域，能使斜坡场板保持所需要的深度，这样有利于该位置处对底部区域的电场的调节需要；第二开口由各向同性刻蚀形成，第二开口的第一侧面即为第一开口的第二侧面，能使得各向同性刻蚀不会对第一开口的形状特别产生影响，故不会影响第一开口区域中的斜坡场板的深度；第二开口的第二侧面具有由各向同性刻蚀所定义的倾斜结构，倾斜结构能使斜坡场板的深度连续变化，从而能对斜坡场板底部的半导体衬底表面区域的电场进行均匀控制，防止出现尖峰电场；所以，本发明能实现具有单侧的倾斜结构的斜坡场板，能使斜坡场板在靠近场板开口的第一侧面处的深度得到保证的同时，在场板开口的第二侧面即第二开口的第二侧面处的深度连续变化，能在对斜坡场板底部的半导体衬底表面区域的电场进行均匀控制的基础上进一步防止出现尖峰电场，从而消除易击穿区域，能提高器件的整体耐压性。

55、另外，现有多级如3级以上的深度变化的平行场板的组合结构中，各级深度的平行场板都需要采用光刻工艺进行定义，具有较高的工艺成本；本发明中仅需进行两次光刻即可实现，所以，本发明还能降低工艺成本。