[發(fā)明專利]深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法及半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010156436.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN111354677B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許昭昭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 黎偉

1.一種深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于LDMOS器件的制造工藝中，所述方法包括：

提供一P型襯底，沿所述P型襯底剖面長度方向依次包括第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域和第四區(qū)域，所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的P型襯底中形成有N型埋層，所述P型襯底上形成有P型外延層，所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的P型外延層中形成有深N型阱，所述P型外延層上依次形成有第一硅氧化物層和硬掩模層，每個(gè)區(qū)域的P型外延層中形成有隔離介質(zhì)層，所述硬掩模層上形成有第二硅氧化物層，所述深N型阱與所述N型埋層不接觸；

刻蝕形成第一溝槽，使所述第一溝槽底部的P型襯底暴露，以所述第二硅氧化物層為屏蔽層對(duì)所述第一溝槽進(jìn)行磷離子注入，在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部形成N型重?fù)诫s層，所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域的N型重?fù)诫s層與所述N型埋層和所述深N型阱接觸；

在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部形成多晶硅層；

對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行熱氧化處理，使所述多晶硅層轉(zhuǎn)化為硅氧化物，對(duì)所述硅氧化物進(jìn)行刻蝕，使所述第一溝槽底部的P型襯底暴露；

以所述第二硅氧化物層為掩模層對(duì)所述第一溝槽進(jìn)行刻蝕至所述P型襯底下方的目標(biāo)深度，形成第二溝槽，對(duì)所述第二溝槽底部的P型襯底進(jìn)行硼離子注入，形成底部P型摻雜區(qū)；

對(duì)所述第二溝槽的側(cè)壁和底部的多晶硅進(jìn)行熱氧化處理，使所述第二溝槽的側(cè)壁和底部的多晶硅轉(zhuǎn)化為硅氧化物，所述第二溝槽側(cè)壁和底部轉(zhuǎn)化的硅氧化物以及所述多晶硅層轉(zhuǎn)化的硅氧化物構(gòu)成第三硅氧化物層；

在所述第二溝槽中填充多晶硅形成所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)，進(jìn)行平坦化去除所述硬掩模層后形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述第二硅氧化物層為屏蔽層對(duì)所述第一溝槽進(jìn)行磷離子注入的過程中，磷離子注入的能量的取值范圍為15千電子伏特至75千電子伏特。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述以所述第二硅氧化物層為屏蔽層對(duì)所述第一溝槽進(jìn)行磷離子注入的過程中，磷離子的劑量的取值范圍為1×10¹⁴每平方厘米至5×10¹⁴每平方厘米。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述以所述第二硅氧化物層為屏蔽層對(duì)所述第一溝槽進(jìn)行磷離子注入的過程中，磷離子注入的角度的取值范圍為7度至45度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部形成多晶硅層，包括：

通過CVD工藝在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部沉積形成所述多晶硅層；或者，通過硅外延工藝在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部形成所述多晶硅層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述第二硅氧化物層為屏蔽層對(duì)所述第一溝槽進(jìn)行磷離子注入的過程中，磷離子注入的角度為0度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述第二溝槽底部的P型襯底進(jìn)行熱氧化處理之后，在所述第二溝槽中填充多晶硅之前，還包括：

在所述第二溝槽中沉積硅氧化物。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述刻蝕形成第一溝槽之前，還包括：

對(duì)所述P型襯底進(jìn)行銻離子注入，進(jìn)行高溫?zé)嵬七M(jìn)在所述P型襯底中形成所述N型埋層；

在所述P型襯底上進(jìn)行外延生長形成所述P型外延層；

對(duì)所述P型外延層進(jìn)行高能磷離子注入，進(jìn)行高溫?zé)嵬七M(jìn)在所述P型外延層中形成所述深N型阱；

在所述P型外延層上依次形成第四硅氧化物層和硬掩模層；

在所述每個(gè)區(qū)域之間刻蝕形成第三溝槽，使所述第三溝槽底部的P型外延層暴露；

對(duì)所述暴露的P型外延層中形成所述第硅氧化物層，在所述第一溝槽中填充第五硅氧化物層形成所述隔離介質(zhì)層，在所述第三硅氧化物層和所述硬掩模層上形成所述第二硅氧化物層。