本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法。

背景技術(shù)：

1、bcd(bipolar-cmos-dmos)技術(shù)是一種單片集成工藝技術(shù)，能夠在同一芯片上制作bipolar(雙極晶體管)器件、cmos(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)器件和dmos(雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)器件。通過該工藝制備的器件綜合了雙極器件高跨導(dǎo)、強(qiáng)負(fù)載驅(qū)動能力和cmos器件集成度高、低功耗的優(yōu)點；同時dmos器件作為功率器件可以承載更大的電壓，并且在開關(guān)模式下工作功耗極低，不需要昂貴的封裝和冷卻系統(tǒng)就可以將大功率傳遞給負(fù)載。這種技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車電子、電源管理、燈光照明和射頻通信等領(lǐng)域。其中，負(fù)責(zé)功率部分的dmos是這類電路的核心，因為需要承載相對較大的電流電壓，往往面積會占據(jù)整個面積的30％-90％，是整個集成電路的關(guān)鍵。然而，相關(guān)技術(shù)中只能在一種芯片上集成一種電壓檔位的功率器件，容易限制soi高壓集成電路的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。

2、在本公開一些實施例中，一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：襯底、掩埋介質(zhì)層、橫向功率器件、縱向功率器件和隔離結(jié)構(gòu)。掩埋介質(zhì)層設(shè)于襯底內(nèi)，包括厚度具有梯度的第一部分，并具有開口。橫向功率器件設(shè)于掩埋介質(zhì)層的第一部分上方，包括沿平行于襯底的方向間隔設(shè)置的源極區(qū)和漏極區(qū)?？v向功率器件包括：阱區(qū)、漂移區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)；其中，阱區(qū)位于掩埋介質(zhì)層的開口上方的襯底內(nèi)；源極區(qū)位于阱區(qū)內(nèi)；漂移區(qū)貫穿掩埋介質(zhì)層的開口和阱區(qū)，并包括襯底位于掩埋介質(zhì)層下方的區(qū)域；漏極區(qū)位于漂移區(qū)的底部。隔離結(jié)構(gòu)位于橫向功率器件和縱向功率器件之間的襯底內(nèi)，且底部連接掩埋介質(zhì)層。

3、在其中一個實施例中，隔離結(jié)構(gòu)包括：底部連接掩埋介質(zhì)層的隔離擋墻。

4、在其中另一個實施例中，隔離結(jié)構(gòu)包括：底部連接掩埋介質(zhì)層且沿平行于襯底的方向間隔設(shè)置的第一隔離擋墻和第二隔離擋墻，以及位于第一隔離擋墻和第二隔離擋墻之間的耗盡區(qū)。

5、在其中一個實施例中，第一部分包括：與橫向功率器件的漏極區(qū)正對的第一子部，以及與橫向功率器件的源極區(qū)正對的第二子部；所述第一子部的最小厚度大于所述第二子部的最大厚度。

6、在其中一個實施例中，掩埋介質(zhì)層的上表面平行于襯底的表面。第一部分的下表面為傾斜面，所述傾斜面包括；傾斜平面或傾斜曲面。

7、在其中一個實施例中，掩埋介質(zhì)層還包括厚度小于或等于第一部分最小厚度的第二部分。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：非功率器件。非功率器件設(shè)于掩埋介質(zhì)層的第二部分上方。

8、在其中一個實施例中，非功率器件位于橫向功率器件遠(yuǎn)離縱向功率器件的一側(cè)。隔離結(jié)構(gòu)包括：位于橫向功率器件和縱向功率器件之間的第一隔離結(jié)構(gòu)，以及位于橫向功率器件和非功率器件之間的第二隔離結(jié)構(gòu)。

9、在其中另一個實施例中，非功率器件位于橫向功率器件和縱向功率器件之間。隔離結(jié)構(gòu)包括：位于非功率器件和縱向功率器件之間的第三隔離結(jié)構(gòu)，以及位于非功率器件和橫向功率器件之間的第四隔離結(jié)構(gòu)。

10、在本公開一些實施例中，一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟。提供襯底，于襯底上形成硬掩模層；硬掩模層包括同層設(shè)置的第一厚度膜層和第二厚度膜層，其中，第一厚度膜層的厚度具有梯度，第二厚度膜層的厚度大于第一厚度膜層的最大厚度。

11、基于硬掩模層對襯底進(jìn)行離子注入，于襯底內(nèi)形成掩埋介質(zhì)層。掩埋介質(zhì)層包括厚度具有梯度的第一部分，且掩埋介質(zhì)層具有開口；其中，第一部分基于第一厚度膜層形成，開口基于第二厚度膜層形成。

12、去除硬掩模層。

13、形成隔離結(jié)構(gòu)。隔離結(jié)構(gòu)的底部連接掩埋介質(zhì)層，并分隔出多個有源區(qū)。

14、形成橫向功率器件。橫向功率器件位于有源區(qū)且位于掩埋介質(zhì)層的第一部分上方，包括沿平行于襯底的方向間隔設(shè)置的源極區(qū)和漏極區(qū)。

15、形成縱向功率器件。縱向功率器件包括：阱區(qū)、漂移區(qū)、源極區(qū)和漏極區(qū)；其中，阱區(qū)位于掩埋介質(zhì)層的開口上方的有源區(qū)內(nèi)；源極區(qū)位于阱區(qū)內(nèi)；漂移區(qū)貫穿掩埋介質(zhì)層的開口和阱區(qū)，并包括襯底位于掩埋介質(zhì)層下方的區(qū)域；漏極區(qū)位于漂移區(qū)的底部。

16、在其中一個實施例中，所述形成隔離結(jié)構(gòu)，包括：于掩埋介質(zhì)層上方的襯底內(nèi)形成溝槽，所述溝槽將所述襯底分隔為多個有源區(qū)；于溝槽內(nèi)形成隔離擋墻，得到隔離結(jié)構(gòu)。

17、在其中另一個實施例中，所述形成隔離結(jié)構(gòu)，包括：于掩埋介質(zhì)層上方的襯底內(nèi)形成溝槽，所述溝槽將襯底分隔為多個有源區(qū)以及至少一個耗盡區(qū)；于溝槽內(nèi)形成隔離擋墻；其中，橫向功率器件和縱向功率器件分別位于耗盡區(qū)沿平行于襯底的方向的兩側(cè)；耗盡區(qū)及其兩側(cè)的隔離擋墻構(gòu)成隔離結(jié)構(gòu)。

18、在其中一個實施例中，所述于襯底上形成硬掩模層，包括如下步驟。

19、于襯底上形成硬掩模材料層。

20、于硬掩模材料層上形成具有第一開口圖案的第一光刻膠層。

21、基于第一開口圖案，對硬掩模材料層進(jìn)行刻蝕，獲得初始硬掩膜層；初始硬掩膜層具有第二厚度膜層和初始第三厚度膜層，初始第三厚度膜層的厚度小于第二厚度膜層的厚度，且大于或等于第一厚度膜層的最大厚度。

22、去除第一光刻膠層。

23、于初始硬掩膜層上形成具有第二開口圖案的第二光刻膠層；第二開口圖案暴露出部分初始第三厚度膜層。

24、基于第二開口圖案，對初始硬掩膜層進(jìn)行濕法腐蝕，獲得硬掩模層。硬掩模層包括：第一厚度膜層、第二厚度膜層及第三厚度膜層。

25、去除第二光刻膠層。

26、在其中一個實施例中，襯底為硅晶圓?；谟惭谀訉σr底進(jìn)行離子注入，于襯底內(nèi)形成掩埋介質(zhì)層，包括：基于硬掩模層對襯底進(jìn)行氧離子注入；對注入氧離子之后的襯底進(jìn)行高溫處理，形成掩埋介質(zhì)層。

27、在其中一個實施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法還包括：于橫向功率器件遠(yuǎn)離縱向功率器件一側(cè)的有源區(qū)形成非功率器件，或于橫向功率器件和縱向功率器件之間的有源區(qū)形成非功率器件；其中，非功率器件位于掩埋介質(zhì)層的第二部分上方。

28、在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法中，通過在襯底內(nèi)設(shè)置掩埋介質(zhì)層并使掩埋介質(zhì)層包括厚度具有梯度的第一部分且具有開口，可以于掩埋介質(zhì)層的第一部分上方形成橫向功率器件，并基于掩埋介質(zhì)層的開口形成縱向功率器件，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同功率器件在同一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的集成。并且，本公開實施例通過掩埋介質(zhì)層的開口，可以利用掩埋介質(zhì)層上方和下方的襯底共同構(gòu)成縱向功率器件的漂移區(qū)，以進(jìn)一步提升縱向功率器件的耐壓特性。本公開實施例通過掩埋介質(zhì)層中厚度具有梯度的第一部分，還可以同時兼顧橫向功率器件對耐壓特性及散熱特性的需求，以進(jìn)一步提升橫向功率器件的可靠性。本公開實施例通過設(shè)置于橫向功率器件和縱向功率器件之間襯底內(nèi)且底部連接掩埋介質(zhì)層的隔離結(jié)構(gòu)，還可以基于soi工藝有效實現(xiàn)橫向功率器件和縱向功率器件之間的完全隔離，以進(jìn)一步提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的可靠性。

29、由上，上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法可以有效提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的器件性能及可靠性，以擴(kuò)展soi高壓集成電路的應(yīng)用。并且，本公開提供的制造方法工藝簡單，易于實施，有利于提升生產(chǎn)效率及良率。