相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法及半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法及半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件的制作過(guò)程中，通常需要對(duì)襯底進(jìn)行離子注入以在襯底中形成多個(gè)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(HV device)的半導(dǎo)體器件，常常需要在襯底中形成多個(gè)深阱，再在深阱形成器件。
[0003]在上述制作過(guò)程中，需要在相鄰阱之間形成隔離結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)相鄰阱之間的隔離。目前，通常需要在相鄰阱之間設(shè)置數(shù)微米的隔離距離，以實(shí)現(xiàn)相鄰阱之間的隔離。這將導(dǎo)致器件的集成度發(fā)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。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還嘗試在相鄰阱之間形成導(dǎo)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(shí)降低相鄰阱之間的隔離距離，成為本領(lǐng)域中亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)旨在提供一種相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法及半導(dǎo)體器件，以降低相鄰阱之間的隔離距離。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法，該制作方法包括以下步驟:在襯底中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)；刻蝕預(yù)備阱結(jié)構(gòu)以形成貫穿預(yù)備阱結(jié)構(gòu)的溝槽，并將位于溝槽兩側(cè)的預(yù)備阱結(jié)構(gòu)分別作為阱；在溝槽中形成隔離結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步地，形成隔離結(jié)構(gòu)的步驟包括:在溝槽的側(cè)壁上形成側(cè)壁介質(zhì)層；形成位于溝槽中、側(cè)壁介質(zhì)層之上的填充材料層，側(cè)壁介質(zhì)層和填充材料層構(gòu)成隔離結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，在形成填充材料層的步驟之前，對(duì)溝槽進(jìn)行離子注入以在溝槽底部的襯底中形成離子注入?yún)^(qū)，且注入離子的導(dǎo)電類型與阱的導(dǎo)電類型相反。
[0009]進(jìn)一步地，阱為N阱，離子注入?yún)^(qū)中的注入離子為硼離子。
[0010]進(jìn)一步地，在離子注入的步驟中，形成深度為1nm?3μπι的離子注入?yún)^(qū)。
[0011]進(jìn)一步地，形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)的步驟包括:在襯底的表面上形成氧化物層；進(jìn)行離子注入以在襯底中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)。
[0012]進(jìn)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(yù)備阱結(jié)構(gòu)和襯底，以形成溝槽。
[0013]進(jìn)一步地，形成填充材料層的步驟包括:形成覆蓋溝槽、側(cè)壁介質(zhì)層和掩膜層的填充材料預(yù)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(yù)備層，并將剩余填充材料預(yù)備層作為填充材料層；去除剩余掩膜層。
[0014]進(jìn)一步地，填充材料層為介質(zhì)材料層或多晶硅層。
[0015]本申請(qǐng)還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括至少兩個(gè)阱，以及位于相鄰阱之間的隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于，隔離結(jié)構(gòu)由本申請(qǐng)上述的制作方法制作而成。
[0016]應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案，本申請(qǐng)通過(guò)在襯底中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)，然后刻蝕預(yù)備阱結(jié)構(gòu)以形成貫穿預(yù)備阱結(jié)構(gòu)的溝槽，并將位于溝槽兩側(cè)的預(yù)備阱結(jié)構(gòu)分別作為阱，最后在溝槽中形成了隔離結(jié)構(gòu)，從而將相鄰阱之間隔離開(kāi)。同時(shí)，該隔離結(jié)構(gòu)的寬度明顯小于現(xiàn)有技術(shù)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(jìn)而提高了器件的集成度，并減少了器件的制作成本。
【附圖說(shuō)明】
[0017]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1示出了本申請(qǐng)實(shí)施方式所提供的相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖；
[0019]圖2示出了在本申請(qǐng)實(shí)施方式所提供的相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法中，襯底的表面上形成氧化物層，并進(jìn)行離子注入以在襯底中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]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(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4示出了依次刻蝕圖3所示的掩膜層、氧化物層、預(yù)備阱結(jié)構(gòu)和襯底，以形成貫穿預(yù)備阱結(jié)構(gòu)的溝槽，并將位于溝槽兩側(cè)的預(yù)備阱結(jié)構(gòu)分別作為阱后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5示出了在圖4所示的溝槽的側(cè)壁上形成側(cè)壁介質(zhì)層后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6示出了對(duì)圖5所示的溝槽進(jìn)行離子注入以在溝槽底部的襯底中形成離子注入?yún)^(qū)后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7示出了形成覆蓋溝槽、側(cè)壁介質(zhì)層和掩膜層的填充材料預(yù)備層后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0025]圖8示出了去除位于掩膜層上的填充材料預(yù)備層，并將剩余填充材料預(yù)備層作為填充材料層，以及去除剩余掩膜層后的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本申請(qǐng)。
[0027]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述【具體實(shí)施方式】，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0028]為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來(lái)描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語(yǔ)“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對(duì)這里所使用的空間相對(duì)描述作出相應(yīng)解釋。
[0029]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，現(xiàn)有相鄰阱之間的隔離距離較大，導(dǎo)致器件的集成度發(fā)生降低，并增加了器件的制作成本。本申請(qǐng)的發(fā)明人針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了一種相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法。如圖1所示，該制作方法包括以下步驟:在襯底中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)；刻蝕預(yù)備阱結(jié)構(gòu)以形成貫穿預(yù)備阱結(jié)構(gòu)的溝槽，并將位于溝槽兩側(cè)的預(yù)備阱結(jié)構(gòu)分別作為阱；在溝槽中形成隔離結(jié)構(gòu)。
[0030]上述制作方法通過(guò)在襯底中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)，然后刻蝕預(yù)備阱結(jié)構(gòu)以形成貫穿預(yù)備阱結(jié)構(gòu)的溝槽，并將位于溝槽兩側(cè)的預(yù)備阱結(jié)構(gòu)分別作為阱，最后在溝槽中形成了隔離結(jié)構(gòu)，從而將相鄰阱隔離開(kāi)。同時(shí)，該隔離結(jié)構(gòu)的寬度明顯小于現(xiàn)有技術(shù)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(jìn)而提高了器件的集成度，并減少了器件的制作成本。
[0031]下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。然而，這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施方式是為了使得本申請(qǐng)的公開(kāi)徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，擴(kuò)大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的器件，因而將省略對(duì)它們的描述。
[0032]圖2至圖8示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑南噜徻彘g隔離結(jié)構(gòu)的制作方法中，經(jīng)過(guò)各個(gè)步驟后得到的基體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。下面將結(jié)合圖2至圖8，進(jìn)一步說(shuō)明本申請(qǐng)所提供的相鄰阱間隔離結(jié)構(gòu)的制作方法。
[0033]首先，在襯底10中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)3(V。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)30'的步驟包括:在襯底10的表面上形成氧化物層20，并進(jìn)行離子注入以在襯底10中形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)30'，進(jìn)而形成如圖2所示的基體結(jié)構(gòu)。
[0034]上述氧化物層20用于避免襯底10在離子注入的過(guò)程中受到損傷，氧化物層20可以為S12等。形成氧化物層20的工藝可以為化學(xué)氣相沉積或?yàn)R射等，其具體工藝參數(shù)可以參照現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。上述襯底10的材料可以為單晶硅或絕緣體上硅等，作為示例，本實(shí)施方式中襯底10的材料為單晶硅。
[0035]上述離子注入的工藝參數(shù)(例如注入離子的種類、注入離子的劑量及能量等)可以根據(jù)欲形成預(yù)備阱結(jié)構(gòu)30'的導(dǎo)電類型及深度等進(jìn)行設(shè)定。舉例而言，當(dāng)預(yù)備阱結(jié)構(gòu)30'為N阱時(shí)，注入離子為P型離子，例如磷離子等。當(dāng)預(yù)備阱結(jié)構(gòu)30'的注入深度為
0.1?I μ m時(shí),注入離子