[发明专利]具有包括水平件的间隔结构的晶片

说明书

本申请要求2011年4月14日提交的美国临时申请No.61/475,438的优先权。

技术领域

本发明涉及例如在微机电系统（MEMS）装置或半导体装置中使用的晶片和基底。

背景技术

装置隔离通常通过利用硅的局部氧化（“LOCOS”）或浅沟槽隔离（“STI”）技术来实现。在STI装置隔离技术中，隔离通常通过以下方式实现：在预定成为两个邻近的有源区域的层中形成凹部或沟槽，并用隔离材料来填充所述沟槽。沟槽中的材料（通常是氮化物材料）被称为间隔结构。除电隔离之外，氮化物间隔结构也可被用作流体屏障。

通过避免在使用传统的厚膜氧化物隔离（LOCOS）时遇到的表面形状不规则，STI在提供较高的封装密度、更好的隔离和较大的平面度方面是有益的。尤其地，使用掩蔽物（例如氮化物）的热场氧化物的生长产生了氧化物到有源区域中的侵蚀；这种侵蚀被称为鸟嘴效应。

纵横比高的沟槽虽然理论上在减少氮化物间隔结构（nitride spacer）的基底面方面满足需要，但是却有各种技术问题。一个重要的问题是，当沉积氮化物来填充纵横比高的沟槽时，竖直缝固有地沿着沟槽的中心形成，已沉积的氮化物层的在相对的竖直沟槽壁上的外表面在所述竖直缝处接触。所述竖直缝通常包括其中没有氮化物材料的间隙。虽然所述间隙不使氮化物间隔结构的电隔离功能降级，但是却在其他方面成为问题。例如，在流体屏障应用中，间隙本质上是氮化物间隔结构的隔离能力中的短回路。此外，间隙是可降低氮化物间隔结构的材料强度的缺陷。

因此，需要克服了已知间隔结构中的一个或多个问题的间隔结构和形成间隔结构的方法。如果该间隔结构和形成间隔结构的方法可包括高纵横比沟槽的形成过程、同时提供增加的间隔结构强度将是有益的。如果该间隔结构和形成间隔结构的方法可包括高纵横比沟槽的形成过程、同时提供改进的间隔结构隔离特征也将是有益的。

发明内容

在一个实施例中，一种形成隔离间隔结构的方法包括：提供基底层；在所述基底层的上表面之上提供中间层；在所述中间层中蚀刻第一沟槽；将第一隔离材料部分沉积到第一沟槽内；将第二隔离材料部分沉积到所述中间层的上表面之上；在第二隔离材料部分的上表面之上形成上部层；在所述上部层中蚀刻第二沟槽；和将第三隔离材料部分沉积到第二沟槽内和第二隔离材料部分的上表面上。

在另一实施例中，一种晶片包括：基底层；所述基底层的上表面之上的第一层部分；所述第一层部分中的第一沟槽；所述第一沟槽内的第一隔离材料部分；第二隔离材料部分，其在所述第一层部分的上表面之上水平地延伸并连接至所述第一隔离材料部分；所述第二隔离材料部分的上表面之上的第二层部分；所述第二层部分中的第二沟槽；以及所述第二沟槽内的和所述第二隔离材料部分的上表面上的第三隔离材料部分。

附图说明

图1示出了层的邻近区段之间的氮化物间隔结构的局部侧剖视图，所述氮化物间隔结构根据本发明的原理具有在两个沟槽部分之间的位置处的侧向延伸部分；

图2是层的邻近区段之间的氮化物间隔结构的表面电子显微镜（SEM）显微照片，所述氮化物间隔结构根据本发明的原理具有在两个沟槽部分之间的位置处的侧向延伸部分；

图3-10示出了可用于形成层的邻近区段之间的氮化物间隔结构的过程，所述氮化物间隔结构具有在两个沟槽部分之间的位置处的侧向延伸部分；

图11示出了层的邻近区段之间的氮化物间隔结构的侧剖视图，所述氮化物间隔结构具有在两个沟槽部分之间的位置处的侧向延伸部分，所述沟槽部分中的每个为不同类型的材料；

图12示出了层的邻近区段之间的氮化物间隔结构的侧剖视图，所述氮化物间隔结构具有被中间沟槽部分隔开的两个侧向延伸部分，且附加的沟槽部分在所述两个侧向延伸部分中的相应的一个之上和之下延伸；

图13示出了层的邻近区段之间的氮化物间隔结构的侧剖视图，所述氮化物间隔结构具有在两个沟槽部分之间的位置处的侧向延伸部分，并具有从所述侧向延伸部分的外端部部分向下延伸的两个钩状部分；

图14示出了层的邻近区段之间的被释放的氮化物间隔结构的侧剖视图，所述氮化物间隔结构具有在两个沟槽部分之间的位置处的侧向延伸部分，并具有从所述侧向延伸部分的外端部部分向下延伸的两个钩状部分；以及

图15示出了层的邻近区段之间的氮化物间隔结构的侧剖视图，所述氮化物间隔结构具有在两个沟槽部分之间的位置处的侧向延伸部分，所述两个沟槽部分彼此轴向地偏移。

具体实施方式