本發(fā)明涉及半導體，特別是涉及一種金屬柵極高壓器件及其工藝方法。

背景技術：

1、作為第三代的顯示技術的oled(有機發(fā)光二極管)是一種電流注入復合發(fā)光型，主要優(yōu)點是高亮度，高對比度，寬視角，響應速度快，低工作電壓，適應性強，能量轉換效率高，制作工藝簡單等，由于oled巨大的技術優(yōu)勢和應用前景，因此受到學術界和產業(yè)界的廣泛關注。

2、oled屬于電流驅動型，oled的電流密度依賴于兩端的驅動電壓，電壓越高，電流密度越大。在長時間的使用過程中，oled器件本身會老化，其電壓、電流密度以及發(fā)光亮度之間的關系不一直保持恒定。oled器件的老化，最直接的表現(xiàn)就行oled開啟電壓上升以及發(fā)光效率的降低。為維持相同的發(fā)光亮度，就必須增加流過的oled電流，所以在oled中需要高壓器件來實現(xiàn)大電流的功能。另一方面，oled內部的存儲模塊有限，必須選取外部的存儲器對圖像數(shù)據(jù)進行存儲。靜態(tài)存儲器(sram)由于高的讀寫速度，和在加電的情況下不用進行刷新操作就能保持數(shù)據(jù)成為oled中常用的存儲器。oled隨著邏輯器件技術節(jié)點的進步，結合先進技術節(jié)點的oled技術正在持續(xù)開發(fā)，目前最先進的量產技術節(jié)點是結合28納米高介電材料金屬柵極的技術(28hv?metal?gate),其可利用先進節(jié)點的高性能，和低電壓。28hvmg技術中，需要融合低壓sram和高壓驅動器件，而高壓需要厚的氧化硅柵極，影響metalgate后續(xù)工藝。為了與金屬柵極(metal?gate)技術兼容，會對高壓區(qū)域(hv)進行有源區(qū)的回刻(recess)，然后生長厚氧化硅，使其與有源區(qū)高度盡量一致，便于后續(xù)工藝開發(fā)。

3、28納米工藝高壓器件(hv)使用場區(qū)域擴散工藝(field?diffusion?drain)結構，對稱結構中源漏極都包含淺溝槽隔離結構(sti)，當器件打開時，電流從sti附件經過進行傳輸，在柵極和漏端同時施加高電壓時，工作的初期柵極下方sti角容易捕獲溝道中的空穴，使電流增加，開態(tài)電阻下降，隨工作時間增加，靠近漏極的sti角處陷阱(trap)電子，使其對應的電流下降，開態(tài)電阻增加，使器件工作不穩(wěn)定。jone?f.chen(on-resistancedegradation?induced?by?hot-carrier?injection?in?ldmos?transistors?with?sti?inthe?drift?region；ieee?electron?device?letters,vol.29,no.9,september?2008)提出這種影響主要是由于柵極和漏極高壓時，電流更靠近si/sio2界面導致的碰撞電離和垂直電場分布引起。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬柵極高壓器件及其工藝方法，用于解決現(xiàn)有技術中高壓器件柵極和漏極同時高壓下可靠性的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種金屬柵極高壓器件，至少包括：

3、步驟一、提供襯底，所述襯底上形成有第一sti區(qū)，所述第一sti區(qū)周圍被第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)包裹；第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)位于所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)的一側并且與所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)相互間隔；

4、步驟二、回刻所述第一sti區(qū)，在所述第一sti區(qū)上形成第一凹槽；所述第一凹槽所在的區(qū)域為副柵極區(qū)域；所述襯底上位于所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)與所述第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)之間上表面的區(qū)域為金屬柵極區(qū)域；

5、步驟三、在所述副柵極區(qū)域的第一凹槽內覆蓋柵極氧化層和高介電層；之后沉積多晶硅層以填充所述第一凹槽；

6、步驟四、在所述第一凹槽的多晶硅層上依次沉積氮化硅硬掩膜和氧化硅硬掩膜，形成由所述多晶硅層、氮化硅硬掩膜和氧化硅硬掩膜堆疊的第二凹槽；

7、步驟五、依次刻蝕所述氧化硅硬掩膜、氮化硅硬掩膜和多晶硅層，去除所述第二凹槽以外的所述氧化硅硬掩膜、氮化硅硬掩膜和多晶硅層，并保留所述第一凹槽內的所述多晶硅層；

8、步驟六、在所述第二凹槽兩側的副柵極區(qū)域注入高壓區(qū)p型源漏，形成位于所述多晶硅層上的難熔硅化物；

9、步驟七、形成層間介質層以覆蓋所述副柵極區(qū)域及其上的所述第二凹槽；

10、步驟八、在所述難溶硅化物上形成穿過所述層間介質層的接觸孔。

11、優(yōu)選地，步驟二中所述第一sti區(qū)的回刻厚度為

12、優(yōu)選地，步驟一中的所述半導體結構上還設有中壓器件區(qū)，所述中壓器件區(qū)設有氧化層。

13、優(yōu)選地，步驟二中回刻所述第一sti區(qū)后，接著對所述中壓器件區(qū)進行回刻，并去除所述中壓器件區(qū)的氧化層；對所述中壓器件區(qū)進行回刻的過程中，所述第一sti區(qū)的所述第一凹槽被刻蝕，刻蝕厚度為對所述中壓器件區(qū)的氧化層去除的過程中，所述第一sti區(qū)的所述第一凹槽被刻蝕，刻蝕厚度為

14、優(yōu)選地，步驟三中在所述副柵極區(qū)域的第一凹槽內覆蓋柵極氧化層和高介電層的同時，所述金屬柵極區(qū)域也被形成所述柵極氧化層和所述高介電層；沉積多晶硅層填充所述第一凹槽的同時，所述金屬柵極區(qū)域的所述高介電層上也被沉積所述多晶硅層。

15、優(yōu)選地，步驟七中形成所述層間介質層之前，在所述副柵極區(qū)域覆蓋光刻膠以回刻所述金屬柵極區(qū)域的多晶硅。

16、優(yōu)選地，步驟一中的所述襯底上還形成有位于所述第一sti區(qū)一側的第二sti區(qū)和第三sti區(qū)；位于所述第一sti區(qū)另一側的第四sti區(qū)；其中所述第二sti區(qū)和第三sti區(qū)之間形成有第一高壓區(qū)p型擴散區(qū)。

17、優(yōu)選地，步驟二中的所述第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)位于所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)遠離所述第一高壓區(qū)p型擴散區(qū)的一側；所述第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)與所述第四sti區(qū)之間設有第二高壓區(qū)p型擴散區(qū)。

18、優(yōu)選地，步驟一中的所述襯底上還設有包裹所述第一高壓區(qū)p型擴散區(qū)、第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)、第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)以及第二高壓區(qū)p型擴散區(qū)的高壓p型勢阱。

19、優(yōu)選地，步驟六還包括：分別在所述第一高壓區(qū)p型擴散區(qū)和第二高壓區(qū)p型擴散區(qū)上形成源漏區(qū)p型摻雜；分別在第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)和第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)上形成源漏區(qū)n型摻雜。

20、本發(fā)明還提供一種金屬柵極高壓器件，至少包括：

21、襯底，位于所述襯底上的高壓p型勢阱；所述高壓p型勢阱上形成有被所述高壓p型勢阱包裹第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)、第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)、第一高壓區(qū)p型擴散區(qū)以及第二高壓區(qū)p型擴散區(qū)；

22、所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)上設有被所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)包裹的第一sti區(qū)；所述第一sti區(qū)的一側設有第二sti區(qū)和第三sti區(qū)；所述第一sti區(qū)的另一側設有第四sti區(qū)；所述第一高壓區(qū)p型擴散區(qū)位于所述第二sti區(qū)和第三sti區(qū)之間；所述第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)位于所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)遠離所述第一高壓區(qū)p型擴散區(qū)的一側；所述第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)與所述第四sti區(qū)之間設有第二高壓區(qū)p型擴散區(qū)；

23、所述襯底上的所述第一高壓區(qū)n型擴散區(qū)與所述第二高壓區(qū)n型擴散區(qū)之間的區(qū)域形成有柵極氧化層和位于所述柵極氧化層上的高介電層，以及位于該高介電層上的金屬柵極；所述金屬柵極的側壁設有側墻；

24、所述第一sti區(qū)上形成有第一凹槽；所述第一凹槽所在的區(qū)域為副柵極區(qū)域；所述第一凹槽內覆蓋有柵極氧化層和位于該柵極氧化層上的高介電層；填充于所述第一凹槽的多晶硅層；位于所述多晶硅層上由氮化硅硬掩膜和氧化硅硬掩膜堆疊的第二凹槽；位于所述第二凹槽兩側的所述多晶硅層上的難熔硅化物；覆蓋所述副柵極區(qū)域及其上的第二凹槽的層間介質層；位于所述難熔硅化物上并穿過所述層間介質層的接觸孔。

25、如上所述，本發(fā)明的金屬柵極高壓器件及其工藝方法，具有以下有益效果：本發(fā)明通過將高壓有源區(qū)回刻區(qū)域和中壓回刻區(qū)在原有高壓器件的淺溝槽隔離區(qū)打開，使其中形成多晶硅柵極，并通過難熔硅化物將該區(qū)域的多晶硅柵極引出，從而實現(xiàn)電壓可控的高壓區(qū)溝道。通過副柵極的電壓調整，在高壓器件工作時實現(xiàn)導通電流遠離氧化硅和硅界面，從而改善高壓器件的高電流導致的可靠性問題，并改善器件在工作初始和長期工作的不穩(wěn)定性問題。