[发明专利]一种半导体器件、半导体器件的隔离结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种半导体结构及其制造方法，具体来说，涉及一种菱形隔离的形成方法、菱形隔离结构以及具有该菱形隔离的半导体器件。

背景技术

随着半导体技术的发展，具有更高性能和更强功能的集成电路要求更大的元件密度，而且各个部件、元件之间或各个元件自身的尺寸、大小和空间也需要进一步缩小，因此，将各个部件及元件集成到有限的空间内也越来越具有挑战性，尤其是如何布局各部件间的空间和优化集成工艺。隔离是将各元件有源区域分隔开来的部件，隔离的尺寸以及隔离效果直接影响到有源区域的尺寸以及器件的性能，但随着器件尺寸的不断减小，隔离的尺寸以及隔离效果越来越难协调。例如，对于浅沟槽隔离(STI，ShallowTrench Isolation)，如果增大隔离的宽度，将影响器件的集成程度，但对于过窄的隔离，又难以达到隔离的效果。因此，有必要提出一种隔离效果好且不会影响有源区有效面积的隔离。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种制造半导体器件的隔离结构的方法，所述方法包括：在半导体衬底上形成沟槽；湿法刻蚀所述沟槽以形成基本为菱形的沟槽；在所述沟槽内填充隔离材料。其中所述湿法刻蚀的溶液为KOH或TMAH，所述半导体衬底为表面晶向为{100}的Si衬底，所述隔离材料可以为常规的STI隔离材料，例如氮化物和/或氧化物。

本发明还提供了一种半导体器件的隔离结构，包括：形成于半导体衬底内的基本为菱形的沟槽；以及所述沟槽内填充的隔离材料。其中所述半导体衬底为表面晶向为100的Si衬底，所述基本为菱形的沟槽的侧壁沿Si的侧面晶向为111的晶面。其中所述隔离材料可以为氮化物和/或氧化物。

本发明还提供了一种具有该隔离结构的半导体器件，包括：半导体衬底；形成于半导体衬底内的隔离结构，所述隔离结构包括基本为菱形的沟槽，以及所述沟槽内填充的隔离材料；形成于隔离结构之间的半导体衬底上的栅极区以及形成于栅极区两侧的源/漏区。其中所述半导体衬底为表面晶向为{100}的Si衬底，所述基本为菱形的沟槽的侧壁沿Si的侧面晶向为{111}的晶面。所述隔离材料可以为氮化物和/或氧化物。

通过本发明，形成基本为菱形的隔离，使有源区有较大的有效面积，并且由于这种隔离中部较宽，因而能达到更好的隔离效果，保证了器件的稳定性和性能。

附图说明

图1-5示出了根据本发明实施例隔离结构的各个制造阶段的示意图；

图6示出了根据本发明实施例具有该隔离结构的半导体器件的结构示意图。

具体实施方式

本发明通常涉及半导体结构及其制造方法。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

本发明主要在于形成基本为菱形的隔离，这种菱形隔离可以使有源区有较大的有效面积，而且达到更好的隔离效果，此外，相对于传统的沟槽隔离，所述菱形隔离还能促进对沟道的应力作用。如图5所示，图5示出了半导体器件的隔离结构，包括：形成于半导体衬底200内的基本为菱形的沟槽206；以及所述沟槽206内填充的隔离材料208。如图6所示，图6示出了具有该隔离结构的半导体器件，所述器件包括：半导体衬底200；形成于半导体衬底200内的隔离结构209，所述隔离结构包括基本为菱形的沟槽206，以及所述沟槽206内填充的隔离材料208；形成于隔离结构209之间的半导体衬底200上的栅堆叠300及其侧墙216；形成于栅堆叠200两侧的源极区和漏极区220。以下将具体描述形成本发明上述半导体器件的隔离结构以及具有该隔离结构的半导体器件的方法及工艺，还需要说明的是，以下步骤仅是示意性的，并不是对本发明的限制，本领域技术人员还可通过其他工艺实现。