[发明专利]高电压晶体管及其制造方法

说明书

本发明公开一种高电压晶体管及其制造方法，该高电压晶体管包括基板，基板具有凹陷区域。掺杂区域设置在所述基板中位于所述凹陷区域的两侧。浅沟槽隔离结构设置在所述基板的所述掺杂区域中，位于所述凹陷区域的周围区域，其中所述浅沟槽隔离结构的底部在所述凹陷区域内的一部分，有往所述基板凸出的凸出部。栅极绝缘层设置在所述基板上，位于在所述凹陷区域内所述浅沟槽隔离结构以外的中心区域，其中所述栅极绝缘层有凸出部分。栅极结构设置在所述栅极绝缘层上以及在所述凹陷区域内的所述浅沟槽隔离结构上，覆盖所述栅极绝缘层的所述凸出部分。

技术领域

本发明涉及一种半导体制造技术，且特别是涉及高电压晶体管及其制造方法。

背景技术

因应电子装置的多功能需求，电子电路需要更为广泛的控制功能，其中一些功能的驱动需要电子电路操作在高电压的条件下。这些在高电压电子电路所使用的晶体管，需要能够操作在高电压范围，其电压范围例如是20V以上的电压。因此高电压晶体管的半导体结构会不同于一般操作在低电压的晶体管的半导体结构。

高电压晶体管的结构，因应操作在高电压范围，其栅极绝缘层需要较大的厚度，可以在高操作电压下仍维持良好的绝缘效果。在栅极结构的两边有当作源极/漏极(S/D)端的掺杂结构。因应高电压的操作，在掺杂结构中还会有浅沟槽隔离(shallow trenchisolation,STI)结构，其与栅极绝缘层合并达到绝缘效果。

当高电压晶体管的尺寸大幅度缩减的同时，也要维持晶体管在高电压下的良好效能，一些结构的差异设计可能可以实质提升元件效能。然而对于在掺杂结构中埋入沟槽隔离结构的方式，其绝缘效果仍有需要再继续研发。

发明内容

本发明提供高电压晶体管的结构，其中通过沟槽隔离结构的设计，可以提升高电压晶体管的栅极的绝缘效果。

在一实施例中，本发明提供一种高电压晶体管，包括基板。基板具有凹陷区域。掺杂区域设置在所述基板中位于所述凹陷区域的两侧。浅沟槽隔离结构设置在所述基板的所述掺杂区域中，位于所述凹陷区域的周围区域，其中所述浅沟槽隔离结构的底部在所述凹陷区域内的一部分，有往所述基板凸出的凸出部。栅极绝缘层设置在所述基板上，位于在所述凹陷区域内所述浅沟槽隔离结构以外的中心区域，其中所述栅极绝缘层有凸出部分。栅极结构设置在所述栅极绝缘层上以及在所述凹陷区域内的所述浅沟槽隔离结构上，覆盖所述栅极绝缘层的所述凸出部分。

在一实施例所述高电压晶体管中，所述栅极绝缘层与所述浅沟槽隔离结构是合并在一起。

在一实施例所述高电压晶体管中，所述栅极绝缘层的所述凸出部分的顶端是低于在所述凹陷区域以外的所述基板的表面。

在一实施例所述高电压晶体管中，所述掺杂区域包含掺杂基础区域以及重掺杂区域，所述重掺杂区域是在所述掺杂区域的顶端，且相对于所述栅极结构是在所述浅沟槽隔离结构的外边，所述掺杂基础区域以及所述重掺杂区域是第一导电型。

在一实施例所述高电压晶体管中，其还包含掺杂阱区，围绕所述掺杂区域，其中所述掺杂阱区是第二导电型，与所述第一导电型相反。

在一实施例所述高电压晶体管中，其还包含一般性浅沟槽隔离结构在所述基板中，位于所述掺杂区域的周边，用以隔离所述掺杂区域。

在一实施例所述高电压晶体管中，所述栅极结构的顶端依据所述凹陷区域的深度而下降。

在一实施例所述高电压晶体管中，所述栅极结是有似形帽盖，覆盖在所述栅极绝缘层。

在一实施例所述高电压晶体管中，所述浅沟槽隔离结构的所述凸出部依据所述基板的所述凹陷区域的深度，而具有凸出深度。

在一实施例所述高电压晶体管中，所述浅沟槽隔离结构的所述凸出部有凸出深度，其中所述凸出部的所述凸出深度相对于所述浅沟槽隔离结构的深度的比值是在1/4到1/6的范围。