[發明專利]相鄰阱間隔離結構的制作方法及半導體器件

在審

• 申請號: 201410542152.4
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN105575875A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 陳軼群;王剛寧;孫泓;袁秉榮;陳宗高;蒲賢勇
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/761;H01L21/265
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本申請涉及半導體集成電路的技術領域，具體而言，涉及一種相鄰阱間隔離結構的制作 方法及半導體器件。

背景技術

在半導體器件的制作過程中，通常需要對襯底進行離子注入以在襯底中形成多個阱 (well)，然后在阱中形成所需器件(例如晶體管)。特別是含有高壓器件(HVdevice)的 半導體器件，常常需要在襯底中形成多個深阱，再在深阱形成器件。

在上述制作過程中，需要在相鄰阱之間形成隔離結構以實現相鄰阱之間的隔離。目前， 通常需要在相鄰阱之間設置數微米的隔離距離，以實現相鄰阱之間的隔離。這將導致器件的 集成度發生降低，并增加了器件的制作成本。隨著阱的工作電壓的逐漸增加，相鄰阱之間所 需的隔離距離逐漸增大，使得器件的集成度更小、制作成本更高。

為了解決上述問題，本領域的技術人員還嘗試在相鄰阱之間形成導電類型相反的阱，例 如在相鄰DNW(深N阱)之間形成P阱，以期降低相鄰阱之間的隔離距離。然而，該方法的 效果十分有限。因此，如何在保持相鄰阱之間的隔離性能，同時降低相鄰阱之間的隔離距 離，成為本領域中亟待解決的技術問題。

發明內容

本申請旨在提供一種相鄰阱間隔離結構的制作方法及半導體器件，以降低相鄰阱之間的 隔離距離。

為了實現上述目的，本申請提供了一種相鄰阱間隔離結構的制作方法，該制作方法包括 以下步驟：在襯底中形成預備阱結構；刻蝕預備阱結構以形成貫穿預備阱結構的溝槽，并將 位于溝槽兩側的預備阱結構分別作為阱；在溝槽中形成隔離結構。

進一步地，形成隔離結構的步驟包括：在溝槽的側壁上形成側壁介質層；形成位于溝槽 中、側壁介質層之上的填充材料層，側壁介質層和填充材料層構成隔離結構。

進一步地，在形成填充材料層的步驟之前，對溝槽進行離子注入以在溝槽底部的襯底中 形成離子注入區，且注入離子的導電類型與阱的導電類型相反。

進一步地，阱為N阱，離子注入區中的注入離子為硼離子。

進一步地，在離子注入的步驟中，形成深度為10nm～3μm的離子注入區。

進一步地，形成預備阱結構的步驟包括：在襯底的表面上形成氧化物層；進行離子注入 以在襯底中形成預備阱結構。

進一步地，形成溝槽的步驟包括：在氧化物層上形成掩膜層；依次刻蝕掩膜層、氧化物 層、預備阱結構和襯底，以形成溝槽。

進一步地，形成填充材料層的步驟包括：形成覆蓋溝槽、側壁介質層和掩膜層的填充材 料預備層；在形成填充材料層的步驟之后，去除位于掩膜層上的填充材料預備層，并將剩余 填充材料預備層作為填充材料層；去除剩余掩膜層。

進一步地，填充材料層為介質材料層或多晶硅層。

本申請還提供了一種半導體器件，包括至少兩個阱，以及位于相鄰阱之間的隔離結構， 其特征在于，隔離結構由本申請上述的制作方法制作而成。

應用本申請的技術方案，本申請通過在襯底中形成預備阱結構，然后刻蝕預備阱結構以 形成貫穿預備阱結構的溝槽，并將位于溝槽兩側的預備阱結構分別作為阱，最后在溝槽中形 成了隔離結構，從而將相鄰阱之間隔離開。同時，該隔離結構的寬度明顯小于現有技術中相 鄰阱之間的隔離距離，從而降低了相鄰阱之間的隔離距離，進而提高了器件的集成度，并減 少了器件的制作成本。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實 施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1示出了本申請實施方式所提供的相鄰阱間隔離結構的制作方法的流程示意圖；

圖2示出了在本申請實施方式所提供的相鄰阱間隔離結構的制作方法中，襯底的表面上 形成氧化物層，并進行離子注入以在襯底中形成預備阱結構后的基體的剖面結構示意圖；

圖3示出了在圖2所示的氧化物層上形成掩膜層后的基體的剖面結構示意圖；

圖4示出了依次刻蝕圖3所示的掩膜層、氧化物層、預備阱結構和襯底，以形成貫穿預 備阱結構的溝槽，并將位于溝槽兩側的預備阱結構分別作為阱后的基體的剖面結構示意圖；

圖5示出了在圖4所示的溝槽的側壁上形成側壁介質層后的基體的剖面結構示意圖；

圖6示出了對圖5所示的溝槽進行離子注入以在溝槽底部的襯底中形成離子注入區后的 基體的剖面結構示意圖；