[发明专利]浅沟槽隔离结构、其制作方法及基于该结构的器件有效
申请号: | 201110099133.5 | 申请日: | 2011-04-20 |
公开(公告)号: | CN102751229A | 公开(公告)日: | 2012-10-24 |
发明(设计)人: | 闫江 | 申请(专利权)人: | 中国科学院微电子研究所 |
主分类号: | H01L21/762 | 分类号: | H01L21/762;H01L29/78 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 李娜;蒋骏 |
地址: | 100029 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 沟槽 隔离 结构 制作方法 基于 器件 | ||
1. 一种制作浅沟槽隔离(STI)结构的方法,其特征在于包括如下步骤:
提供半导体衬底;
在所述半导体衬底上形成绝缘介质;
借助掩膜,刻蚀部分绝缘介质以露出下面的半导体衬底,未刻蚀掉的绝缘介质构成STI区;以及
在所述STI区之间的所述半导体衬底上外延生长半导体层作为有源区。
2. 如权利要求1所述的制作STI结构的方法,还包括在外延生长步骤之前在所述STI区的顶面和侧壁上形成衬里氧化层。
3. 如权利要求1所述的制作STI结构的方法,其中所述衬里氧化层是通过热氧化或沉积工艺形成的。
4. 如权利要求1所述的制作STI结构的方法,其中所述半导体衬底为(100)晶向或(110)晶向的硅衬底。
5. 如权利要求1所述的制作STI结构的方法,其中所述外延生长的半导体层与所述半导体衬底的材料相同。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的制作STI结构的方法,其中将STI区刻蚀为具有上窄下宽的形状。
7. 如权利要求6所述的制作STI结构的方法,其中所述将STI区刻蚀为具有上窄下宽的形状包括如下之一:
将所述STI区刻蚀成具有正梯形形状,其中所述正梯形的顶边的横向宽度为D1,底边的横向宽度为D2,且D2>D1;
将STI区刻蚀为具有上部结构为矩形下部结构为正梯形形状的组合结构,其中所述矩形的横向宽度为D1,所述正梯形的顶边的横向宽度为D1,底边的横向宽度为D2,且D2>D1;
将STI区刻蚀为具有上部结构为正梯形下部结构为矩形形状的组合结构,其中所述正梯形的顶边的横向宽度为D1,底边的横向宽度为D2,所述矩形的横向宽度为D2,且D2>D1;
将STI区刻蚀为具有上部结构为横向宽度为D1的矩形、下部结构为横向宽度为D2的矩形形状的组合结构,其中D2>D1。
8. 如权利要求7所述的制作STI结构的方法,其中通过改变刻蚀工艺参数来改变所述隔离区的横向宽度D1和D2或上部结构和下部结构的高度比。
9. 如权利要求8所述的制作STI结构的方法,其中改变刻蚀工艺参数包括改变反应气体的组分比例和射频功率。
10. 一种浅沟槽隔离(STI)结构,其特征在于包括:
半导体衬底;
在半导体衬底上形成的图案化的绝缘介质,作为STI区;以及
在所述STI区之间的半导体衬底上形成的半导体层,作为有源区,其中所述半导体层与所述半导体衬底的材料相同。
11. 如权利要求10所述的浅沟槽隔离(STI)结构,其特征在于还包括在所述STI区的顶面和侧壁上形成的衬里氧化层。
12. 如权利要求11所述的浅沟槽隔离(STI)结构,其特征在于所述衬里氧化层的材料包括氧化物、氮化物或其组合。
13. 如权利要求10所述的浅沟槽隔离(STI)结构,其中所述半导体衬底为(100)晶向或(110)晶向的硅衬底。
14. 如权利要求10-13中任一项所述的浅沟槽隔离(STI)结构,其中STI区具有上窄下宽的形状。
15. 如权利要求14所述的浅沟槽隔离(STI)结构,其中所述上窄下宽的形状是如下之一:
正梯形形状,其中所述正梯形的顶边的横向宽度为D1,底边的横向宽度为D2,且D2>D1;
上部结构为矩形下部结构为正梯形的组合形状,其中所述矩形的横向宽度为D1,所述正梯形的顶边的横向宽度为D1,底边的横向宽度为D2,且D2>D1;
上部结构为正梯形下部结构为矩形的组合形状,其中所述正梯形的顶边的横向宽度为D1,底边的横向宽度为D2,所述矩形的横向宽度为D2,且D2>D1;
上部结构为横向宽度为D1的矩形、下部结构为横向宽度为D2的矩形的组合形状,其中D2>D1。
16. 一种CMOS器件,其特征在于包括如权利要求10-15中任一项所述的浅沟槽隔离结构,其中在两个相邻有源区中分别形成PMOS晶体管和NMOS晶体管。
17. 包括如权利要求16所述的CMOS器件的动态随机存储器(DRAM)或闪存(Flash)。
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