[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

专利信息
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
【权利要求书】:

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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