專利名稱：結(jié)絕緣有源組件的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路工藝，特別是涉及一種結(jié)絕緣有源組件的形成方法。
背景技術(shù)：
在集成電路裝置中，都會(huì)包括互相隔離的有源組件。因此，組件隔離工藝就成為半導(dǎo)體工藝中的重要部分。
淺溝渠隔離(shallow trench isolation，STI)或深溝渠隔離已經(jīng)經(jīng)常應(yīng)用于組件隔離工藝中。其制造方式先利用干蝕刻法去除部分硅基底而形成溝渠，然后再利用沉積法將介電材料填入溝渠中，然后再利用例如是化學(xué)機(jī)械研磨法將溝渠表面的輪廓平坦化。
由于上述溝渠工藝需要蝕刻工藝、沉積填充工藝以及平坦化工藝，因此會(huì)有許多缺點(diǎn)。例如，該溝渠工藝相當(dāng)復(fù)雜且成本高、在沉積過程中容易產(chǎn)生空孔(voids)在溝渠中，以及無(wú)可避免地在挖洞工藝中會(huì)產(chǎn)生例如是斷層(dislocation)的結(jié)晶缺陷(defects)。這些都會(huì)嚴(yán)重地影響組件的可靠度與優(yōu)良。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種形成結(jié)絕緣區(qū)的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種結(jié)絕緣有源組件的形成方法。
根據(jù)該目的，本發(fā)明提供一種結(jié)絕緣有源組件的形成方法，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，該基底上具有多個(gè)預(yù)定的有源區(qū)，并且在任兩個(gè)有源區(qū)之間具有至少一個(gè)預(yù)定的隔離區(qū)；形成第一柵極結(jié)構(gòu)在所述有源區(qū)的部分所述基底上，并且形成第二柵極結(jié)構(gòu)在該隔離區(qū)的所述基底上；形成第一離子摻雜區(qū)在所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該基底內(nèi)；形成抗反射膜在該基底與所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)上；形成光阻圖案在所述有源區(qū)之抗反射膜上；以該光阻圖案為掩模，各向異性蝕刻去除部分該抗反射膜而露出該第二柵極結(jié)構(gòu)；以該光阻圖案及剩余之該抗反射膜為掩模，各向異性的蝕刻去除該第二柵極結(jié)構(gòu)而露出該基底表面；形成第二離子摻雜區(qū)在該隔離區(qū)的該基底中；去除該光阻圖案；以及去除剩余的該抗反射膜。
以下結(jié)合附圖以及較佳實(shí)施方式，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。


圖1-圖6為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的工藝剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下利用圖1～6所示的工藝剖面圖以說明本發(fā)明實(shí)施例。
首先，如圖1所示，其提供例如是硅的半導(dǎo)體基底100，該基底100上具有多個(gè)預(yù)定的有源區(qū)(active areas)110，并且在任兩個(gè)有源區(qū)110之間具有至少一個(gè)預(yù)定的隔離區(qū)(an isolation area)120。
在圖1中，形成第一柵極結(jié)構(gòu)130在所述有源區(qū)110的部分所述基底100上，并且形成第二柵極結(jié)構(gòu)140在該隔離區(qū)120的該基底100上。在此舉一例說明形成所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)130、140的工藝，首先利用熱氧化法或沉積法形成例如是SiO2層的絕緣層(圖中未有顯示)在該基底100上，然后再利用沉積法形成例如是多晶硅層的導(dǎo)電層(圖中未有所示)在該絕緣層上。接著，經(jīng)由微影蝕刻程序，各向異性的蝕刻去除部分該導(dǎo)電層與該絕緣層而形成柵極層132與柵極氧化層131在有源區(qū)110與隔離區(qū)120的該基底100上。也就是說，所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)130、140可以同時(shí)地形成于基底100上。還有這里要特別說明的是，該第二柵極結(jié)構(gòu)140用作是虛置柵極結(jié)構(gòu)(dummy gate structure)，其原因是該第二柵極結(jié)構(gòu)140在將來(lái)的工藝中會(huì)被去除。
在圖1中，利用離子注入程序，形成第一離子摻雜區(qū)150在所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)130、140兩側(cè)的基底100內(nèi)。其中，該第一離子摻雜區(qū)150用作是源/漏極。如此，具有第一柵極結(jié)構(gòu)130與第一離子摻雜區(qū)150的有源組件(active element)就形成了。
其次，如圖2所示，例如使用涂覆法(coating)形成底部抗反射膜(bottom anti-reflection layer)210在該基底100與所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)130、140上。其中，該抗反射膜210可以是有機(jī)層，例如由Shipley公司所生產(chǎn)的AR2有機(jī)材料。
在圖2中，形成光阻圖案220在所述有源區(qū)110的底部抗反射膜210上，然后以該光阻圖案220為掩模(mask)，各向異性的蝕刻去除部分該抗反射膜210而露出該第二柵極結(jié)構(gòu)140的頂部表面，如圖3所示。其中，此步驟的各向異性的蝕刻工藝所采用的蝕刻氣體例如是HBr和O2。
其次，如圖4所示，以該光阻圖案220及剩余的該底部抗反射膜210為掩模(mask)，各向異性的蝕刻去除該第二柵極結(jié)構(gòu)140而露出該基底100表面。其中，該步驟的各向異性蝕刻工藝所采用的蝕刻氣體例如是CCl4、HBr和O2。
其次，如圖5所示，以該光阻圖案220及剩余的該底部抗反射膜210為掩模(mask)，例如利用離子注入程序510，形成第二離子摻雜區(qū)520在該隔離區(qū)120的基底100中。其中該離子注入程序510的工藝條件例如是40～80KeV，離子劑量濃度是1E18～1E19atom/cm2。
這里要特別說明的是，當(dāng)該第一離子摻雜區(qū)150注入N型離子時(shí)，則該第二離子摻雜區(qū)520注入P型離子。反之，當(dāng)該第一離子摻雜區(qū)1 50注入P型離子，則該第二離子摻雜區(qū)520注入N型離子。其中，N型離子例如是磷離子或砷離子，P型離子例如是硼離子。因此，根據(jù)上述工藝，該第二離子摻雜區(qū)520用當(dāng)是結(jié)絕緣有源組件的P-N結(jié)絕緣區(qū)(P-Njunction isolation region)。
其次，如圖6所示，利用干蝕刻或濕蝕刻法，去除該光阻圖案220。然后，利用干蝕刻或濕蝕刻法，再去除該底部抗反射膜210。
本發(fā)明的工藝特征在于利用形成柵極結(jié)構(gòu)的自我對(duì)準(zhǔn)(self-alignment)來(lái)定義出有源區(qū)和隔離區(qū)，其中位于隔離區(qū)的柵極結(jié)構(gòu)為虛置柵極結(jié)構(gòu)；然后除去虛置柵極結(jié)構(gòu)之后，再注入離子在隔離區(qū)的基底中而形成結(jié)絕緣區(qū)。
因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)至少有(1)比較已知的溝渠隔離工藝，由于本發(fā)明不必有挖洞等等工藝，故能有效避免在基底中產(chǎn)生空孔缺陷，因而能提高產(chǎn)品的可靠度。
(2)比較已知的溝渠隔離工藝，本發(fā)明利用柵極結(jié)構(gòu)的自我對(duì)準(zhǔn)(self-alignment)來(lái)同時(shí)定義出有源區(qū)和隔離區(qū)，故使得工藝較簡(jiǎn)單，而能降低成本。
雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉該技術(shù)的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求書要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，該基底上具有多個(gè)預(yù)定的有源區(qū)，并且在任兩個(gè)有源區(qū)之間具有至少一個(gè)預(yù)定的隔離區(qū)；形成第一柵極結(jié)構(gòu)在所述有源區(qū)的部分所述基底上，并且形成第二柵極結(jié)構(gòu)在所述隔離區(qū)的所述基底上；形成第一離子摻雜區(qū)在所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述基底內(nèi)；形成抗反射膜在該基底與所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)上；各向異性的去除部分該抗反射膜而露出該第二柵極結(jié)構(gòu)；去除該第二柵極結(jié)構(gòu)而露出該基底表面；形成第二離子摻雜區(qū)在該隔離區(qū)的該基底中；以及去除該抗反射膜。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第一柵極結(jié)構(gòu)與該第二柵極結(jié)構(gòu)為同時(shí)形成。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第二柵極結(jié)構(gòu)用作虛置柵極結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，形成該第一柵極結(jié)構(gòu)與該第二柵極結(jié)構(gòu)的方法包括下列步驟形成絕緣層在該基底上；形成導(dǎo)電層在該絕緣層上；以及各向異性的去除部分該導(dǎo)電層與部分該絕緣層，而形成柵極層與柵極絕緣層在該基底上。
5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該絕緣層包括二氧化硅。
6.如權(quán)利要求4所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該導(dǎo)電層包括多晶硅。
7.如權(quán)利要求1所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第一離子摻雜區(qū)注入N型離子，且該第二離子摻雜區(qū)注入P型離子。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第一離子摻雜區(qū)注入P型離子，且該第二離子摻雜區(qū)注入N型離子。
9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該抗反射膜包括有機(jī)物。
10.一種結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，包括下列步驟提供一半導(dǎo)體基底，該基底上具有多個(gè)預(yù)定的有源區(qū)，并且在任兩個(gè)有源區(qū)之間具有至少一個(gè)預(yù)定的隔離區(qū)；形成第一柵極結(jié)構(gòu)在所述有源區(qū)的部分所述基底上，并且形成第二柵極結(jié)構(gòu)在該隔離區(qū)的所述基底上；形成第一離子摻雜區(qū)在所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的所述基底內(nèi)；形成抗反射膜在該基底與所述第一、第二柵極結(jié)構(gòu)上；形成光阻圖案在所述有源區(qū)的抗反射膜上；以該光阻圖案為掩模，各向異性的蝕刻去除部分該抗反射膜而露出該第二柵極結(jié)構(gòu)；以該光阻圖案及剩余的該抗反射膜為掩模，各向異性的蝕刻去除該第二柵極結(jié)構(gòu)而露出該基底表面；形成第二離子摻雜區(qū)在該隔離區(qū)的該基底中；去除該光阻圖案；以及去除剩余的該抗反射膜。
11.如權(quán)利要求10所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第一柵極結(jié)構(gòu)與該第二柵極結(jié)構(gòu)同時(shí)形成。
12.如權(quán)利要求10所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第二柵極結(jié)構(gòu)用作虛置柵極結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求11所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，形成該第一柵極結(jié)構(gòu)與該第二柵極結(jié)構(gòu)的方法包括下列步驟形成絕緣層在該基底上；形成導(dǎo)電層在該絕緣層上；以及各向異性的去除部分該導(dǎo)電層與部分該絕緣層，而形成柵極層與柵極絕緣層在該基底上。
14.如權(quán)利要求13所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該絕緣層包括二氧化硅。
15.如權(quán)利要求13所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該導(dǎo)電層包括多晶硅。
16.如權(quán)利要求10所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第一離子摻雜區(qū)注入N型離子，且該第二離子摻雜區(qū)注入P型離子。
17.如權(quán)利要求10所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該第一離子摻雜區(qū)注入P型離子，且該第二離子摻雜區(qū)注入N型離子。
18.如權(quán)利要求10所述的結(jié)絕緣有源組件的形成方法，其特征在于，該抗反射膜包括有機(jī)物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種結(jié)絕緣有源組件的形成方法。提供一半導(dǎo)體基底，其上具有多個(gè)預(yù)定的有源區(qū)，并且在任兩個(gè)有源區(qū)之間具有至少一個(gè)預(yù)定的隔離區(qū)；形成第一柵極結(jié)構(gòu)在有源區(qū)的部分基底上，并且形成第二柵極結(jié)構(gòu)在隔離區(qū)的基底上；形成第一離子摻雜區(qū)在第一、第二柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的基底內(nèi)；形成抗反射膜在基底與第一、第二柵極結(jié)構(gòu)上；各向異性的去除部分抗反射膜而露出第二柵極結(jié)構(gòu)；去除第二柵極結(jié)構(gòu)而露出基底表面；形成第二離子摻雜區(qū)在隔離區(qū)的基底中；去除抗反射膜。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1599051SQ0315856
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者王俊淇, 蘇俊聯(lián), 呂文彬 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司