[发明专利]具有阶梯氧化物的金属氧化物半导体场效应晶体管

权利要求书

1.一种功率器件，包括设置在衬底上方并通过组合隔离层与所述衬底隔离的栅极材料，所述组合隔离层包括：

具有第一厚度的第一隔离层，设置在栅极的漏极侧下方；

具有第二厚度的第二隔离层，设置在所述第一隔离层上方；

具有第三厚度的第三隔离层，设置在所述栅极的源极侧下方；

具有第四厚度的第四隔离层，所述第四隔离层设置在所述栅极上方、所述栅极和漏极之间的所述第二隔离层上方以及所述栅极和源极之间的所述第三隔离层上方；

其中，所述组合隔离层还包括位于所述栅极下方且位于所述第一隔离层和所述第二隔离层与所述第三隔离层的邻接区域之间的阶梯状轮廓，所述阶梯状轮廓的阶梯尺寸等于所述第一厚度和所述第二厚度的总和减去所述第三厚度。

2.根据权利要求1所述的功率器件，其中，所述第二隔离层和所述第四隔离层包含二氧化硅(SiO₂)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或它们的组合。

3.根据权利要求1所述的功率器件，其中，所述第二隔离层和所述第四隔离层包含氧化铪(HfO₂)、氧化铪硅(HfSiO)、氮氧化铪硅(HfSiON)、氧化铪钽(HfTaO)、氧化铪钛(HfTiO)、氧化铪锆(HfZrO)、氧化铪铝(HfAlO)或它们的组合。

4.根据权利要求1所述的功率器件，还包括：

漏极侧间隔件，设置在所述栅极和所述漏极之间的所述第四隔离层上方并以等于所述第一厚度、所述第二厚度和所述第四厚度的总和的距离与所述漏极垂直分离；以及

源极侧间隔件，设置在所述栅极和所述源极之间的所述第四隔离层上方并以等于所述第三厚度和所述第四厚度的总和的距离与所述源极垂直分离。

5.根据权利要求4所述的功率器件，其中，所述漏极自对准于所述漏 极侧间隔件。

6.根据权利要求5所述的功率器件，还包括横向漏极延伸金属氧化物半导体场效应晶体管(LDMOS)功率器件。

7.根据权利要求6所述的功率器件，其中，所述组合隔离层位于N阱的表面上，所述N阱被注入包括p型衬底的衬底内，所述漏极位于所述N阱内，并且所述源极位于p+主体区内。

8.根据权利要求1所述的功率器件，其中，所述第一隔离层和所述第三隔离层包含二氧化硅(SiO₂)。

9.一种形成功率器的方法，包括：

在衬底上方设置具有第一厚度的第一隔离层；

在所述第一隔离层上方设置具有第二厚度的第二隔离层；

去除位于所述衬底的源极区和主体区上方的所述第一隔离层和所述第二隔离层；

在所述衬底的所述源极区和所述主体区上方设置具有第三厚度的第三隔离层；

在所述第二隔离层和所述第三隔离层上方形成栅极；

在所述栅极上方、所述栅极和漏极之间的所述第二隔离层上方、以及所述栅极和源极之间的所述第三隔离层上方设置具有第四厚度的第四隔离层；

在所述栅极和所述漏极之间的所述第四隔离层上方设置漏极侧间隔件；以及

在所述栅极和所述源极之间的所述第四隔离层上方设置源极侧间隔件。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

对所述栅极的漏极侧上的所述第一隔离层、所述第二隔离层和所述第四隔离层执行各向异性蚀刻，其中将所述漏极侧间隔件用作硬掩模以防止蚀刻所述栅极；

同时对所述栅极的源极侧上的所述第三隔离层和所述第四隔离层执行各向异性蚀刻，其中将所述源极侧间隔件用作硬掩模以防止蚀刻所述栅极； 以及

注入所述源极区和所述主体区以形成所述源极，并且注入位于所述栅极的漏极侧上的漏极区以形成所述漏极，其中，所述漏极自对准于所述漏极侧间隔件。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述各向异性蚀刻还包括含氟蚀刻气体的湿蚀刻。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，设置所述第一隔离层包括氧化所述衬底的表面。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，设置所述第二隔离层包括化学气相沉积所述第一隔离层的表面。