[發明專利]深溝槽中具有氣隙的半導體隔離結構

有效

• 申請號: 201310080401.8
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103456768A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 許鴻生;楊岱宜;吳威鼎;鐘明達;游紹祺
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/762
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及半導體制造，更具體而言，涉及半導體隔離結構及其制造方法。

背景技術

在集成電路制造工藝中，在半導體芯片的表面形成諸如晶體管的器件。器件通過隔離區相互隔離。淺溝槽隔離(STI)區常被用作隔離區來隔離半導體襯底的有源區。通常，STI區是由填充在半導體襯底的溝槽內的一種或多種介電材料形成的。

采用STI區的集成電路仍存在一些缺陷，缺陷包括p型區和n型區的連接處存在漏電流。對于高電壓器件來說，傳統的集成電路進一步出現低擊穿電壓和閂鎖(latch?ups)。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，一方面，本發明提供了一種器件，包括：半導體襯底；接觸塞，位于所述半導體襯底上方；以及層間介電(ILD)層，位于所述半導體襯底上方，并且所述接觸塞設置在所述ILD層中，其中氣隙被所述ILD層的一部分和所述半導體襯底密封，并且所述氣隙形成環繞所述半導體襯底的一部分的完整的氣隙環。

所述的器件還包括：金屬氧化物半導體(MOS)器件，位于所述半導體襯底的頂面，其中所述MOS器件包括：柵電極，位于所述半導體襯底的上方；以及源極/漏極區，鄰近所述柵電極，其中，所述ILD層包括在所述柵電極和所述源極/漏極區上方延伸的第一部分和延伸到所述半導體襯底內的第二部分，并且所述氣隙和所述源極/漏極區位于所述ILD層的第二部分的相對面上。

所述的器件還包括：金屬氧化物半導體(MOS)器件，位于所述半導體襯底的頂面，其中所述MOS器件包括：柵電極，位于所述半導體襯底的上方，和源極/漏極區，鄰近所述柵電極，其中，所述ILD層包括在所述柵電極和所述源極/漏極區上方延伸的第一部分和延伸到所述半導體襯底內的第二部分，并且所述氣隙和所述源極/漏極區位于所述ILD層的第二部分的相對面上；以及位于所述源極/漏極區上方的源極/漏極硅化物區，其中，所述ILD層包括與所述源極/漏極硅化物區重疊的一部分。

所述的器件還包括：金屬氧化物半導體(MOS)器件，位于所述半導體襯底的頂面，其中所述MOS器件包括：柵電極，位于所述半導體襯底的上方；以及源極/漏極區，鄰近所述柵電極，其中，所述ILD層包括在所述柵電極和所述源極/漏極區上方延伸的第一部分和延伸到所述半導體襯底內的第二部分，并且所述氣隙和所述源極/漏極區位于所述ILD層的第二部分的相對面上，其中，所述ILD層的第一部分和第二部分連續地連接到位于所述半導體襯底中且位于所述氣隙下面的ILD層的一部分，從而形成連續的ILD區。

所述的器件還包括另一氣隙，所述另一氣隙位于所述半導體襯底中并且形成環繞所述半導體襯底的一部分的另一完整的氣隙環，其中，完整的氣隙環的一側連接所述另一完整的氣隙環的一側。

所述的器件還包括：另一氣隙，所述另一氣隙位于所述半導體襯底中并且形成環繞所述半導體襯底的一部分的另一完整的氣隙環，其中，完整的氣隙環的一側連接所述另一完整的氣隙環的一側；以及設置在所述半導體襯底的所述部分的表面的MOS器件。

所述的器件還包括：另一氣隙，所述另一氣隙位于所述半導體襯底中并且形成環繞所述半導體襯底的一部分的另一完整的氣隙環，其中，完整的氣隙環的一側連接所述另一完整的氣隙環的一側；以及設置在所述半導體襯底的所述部分的表面的MOS器件，其中，所述MOS器件是高電壓MOS器件，并且所述器件還包括：低電壓MOS器件，位于所述半導體襯底的頂面；以及淺溝槽隔離(STI)區，延伸到所述半導體襯底內，其中所述STI區形成環繞所述低電壓MOS器件的環，并且所述高電壓MOS器件的擊穿電壓高于所述低電壓MOS器件的擊穿電壓。

另一方面，本發明提供了一種器件，包括：半導體襯底；深溝槽，從所述半導體襯底的頂面延伸到所述半導體襯底內；金屬氧化物半導體(MOS)器件，位于所述半導體襯底的頂面，其中所述MOS器件包括：柵電極，位于所述半導體襯底上方，和源極/漏極區，鄰近所述柵電極和所述深溝槽；以及層間介電(ILD)層，位于所述柵電極和所述源極/漏極區上方，其中所述ILD層還延伸到所述深溝槽內，并且所述ILD層密封所述深溝槽中的氣隙。

在所述的器件中，所述深溝槽的側壁與所述深溝槽的底部形成小于90度的銳角。

所述的器件還包括位于所述ILD層中并與所述源極/漏極區電連接的接觸塞。

在所述的器件中，所述ILD層包括下部和位于所述下部上方的上部，其中所述下部和所述上部包含不同的材料，并且所述下部延伸到所述深溝槽內。