[發明專利]集成電路和IC制造方法

有效

• 申請號: 201210509776.7
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103137620A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 邁克爾·博爾特;紀堯姆·迪布瓦;納維恩·阿格拉沃爾;高拉夫·比希特;賈亞拉·蒂萊高文登;廖潔;林欽;尼科·貝克曼;皮特·威塞爾斯
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L21/77
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

技術領域

本發明涉及一種集成電路管芯，所述集成電路管芯包括有源襯底，所述有源襯底包括通過相應的隔離溝槽彼此橫向分離的多個部件，所述隔離溝槽的至少一些承載另外部件。

本發明還涉及一種制造這種集成電路的方法。

背景技術

眾所周知，存在對最小化集成電路(IC)占用面積，同時增加這種IC復雜度的持續需求。換句話說，存在對每單位可用面積集成更多部件的需求。這當然遠非小事，尤其是因為諸如晶體管之類的部件當在管芯的有源襯底中彼此緊鄰放置時可以彼此影響。這種干擾當然是非常不希望的。為了防止發生這種干擾，IC管芯中的有源部件典型地通過諸如LOCOS(硅的局部氧化)或者STI(淺溝槽隔離)區之類的隔離區來彼此橫向電絕緣。

將清楚，包括這種隔離區進一步使得增加部件密度的工作變得復雜。為此原因，已經將隔離區用作不要求使用有源襯底的(無源)部件(例如，高電壓電阻器)的載體或襯底，利用隔離區提供與有源襯底的必要電絕緣。位于隔離結構上方的這種無源部件的主要示例是多晶硅電阻器，在2003年由英格蘭(England)奇切斯特(Chichester)John?Wileyand?Sons?Ltd.出版的Trond?Ytterdal等人的《模擬和RF?CMOS電路設計的器件建模(Device?modeling?for?analog?and?RF?CMOS?circuitdesign)》一書的11.2章中詳細地描述了這種多晶硅電阻器的特性。

然而，本發明的發明人已經發現，在有源襯底中的隔離結構上包含諸如多晶硅電阻器之類的無源部件可能會增加管芯故障的次數。

發明內容

需要提供一種根據開始段落中的集成電路管芯，所述集成電路管芯能夠更加耐受制造工藝中的變化。

還需要提供一種制造這種集成電路的方法，所述方法具有改進的生產率和可靠性。

根據本發明的第一方面，提供了一種集成電路管芯，所述集成電路管芯包括有源襯底，所述有源襯底包括通過相應的隔離結構彼此橫向分離的多個部件，所述隔離結構中的至少一部分隔離結構承載另外部件，其中承載所述另外部件的隔離結構下方的有源襯底的相應部分與所述部件電絕緣。

本發明基于這樣的認識：在一些情況下，隔離結構中(尤其是STI結構中)的垂直裂縫可能引起這種裂縫填充有所述隔離結構上的另外部件的(半)導電材料，從而在所述另外部件和隔離結構下方的有源襯底之間形成低阻路徑。例如，當從STI氧化物中去除顆粒時可以形成這種裂縫。因此，不可忽略的電流可以從所述另外部件泄露到有源襯底，其中這種電流可能會干擾在隔離結構之間的有源襯底的(有源)區域中部件的正確操作，例如通過將有源襯底偏置到不正確的偏置電平。另外，泄露電流將引起所述另外部件的行為不正確，使得在測試期間將包括這種泄露路徑的管芯分類為有缺陷，從而拒絕該管芯。同樣重要的是，可能隨時間發生管芯故障，從而減小產品的可靠性和壽命。換句話說，本發明基于這樣的發現：對于這些IC管芯引起生產率和可靠性問題的問題是在隔離區中存在這些垂直裂縫，已經通過將隔離區下方的那部分半導體區域與半導體區域的其余部分電絕緣解決了該問題，從而破壞了電流泄露路徑，使得有源襯底中和隔離結構上方的部件兩者的行為很大程度上對于通過隔離結構的低阻路徑的存在不敏感，從而改進了這種管芯的生產率和制造工藝的可靠性。

這種解決方案還解決了由于穿過STI氧化物的襯底柱的存在引起的管芯故障問題，當沒有正確地刻蝕掉其中要形成STI溝槽的那部分襯底時形成這種襯底柱，這種襯底柱也可以提供如前所述的通過STI區的泄露電流路徑。

在一實施例中，有源襯底形成于電絕緣層上，例如氧化層，使得管芯限定了絕緣體上硅(SOI)器件。

優選地，承載另外部件的每一隔離結構被延伸穿過有源襯底的電絕緣保護環包圍。這是這種電絕緣的直接實現，在SOI器件的情況下這確保了保護環限定了電絕緣容器，隔離結構置于該電絕緣容器中，SOI器件的絕緣體層形成了該容器的底部。

在一實施例中，保護環是中等溝槽隔離結構。

在另一實施例中，隔離結構是淺溝隔離結構。已經發現：特定的STI區域易形成這種垂直裂縫。

在另一實施例中，有源襯底的相應部分與地相連。在有源襯底的相鄰區域中(例如阱區或漏極區)存在噪聲源的情況下，這進一步減小了無源部件所經受的噪聲級別。

可以將本發明的IC有利地集成到電子設備中，例如移動通信設備、(移動)計算設備、汽車設備等。