[发明专利]形成隔离结构和半导体器件的方法

说明书

本发明涉及一种形成隔离结构的方法，包括以下步骤：提供半导体结构，半导体结构包括衬底，衬底上定义了隔离区；在隔离区上形成沟槽；向沟槽施加包含掺杂质的流体；使半导体结构进行热退火；以及在沟槽内填充绝缘材料。本发明的方法可以改善MOS管的窄沟道效应以及增强有源区之间的隔离效果。

技术领域

本发明涉及一种形成隔离结构的方法，该方法可以改善MOS管的窄沟道效应以及增强有源区之间的隔离效果。

背景技术

半导体集成电路自诞生以来，经历了从小规模、中规模到大规模和超大规模集成的发展阶段，并日益成为现代科学技术中最为活跃的技术领域之一。

MOS管作为一种常见的半导体器件，由于其制造工艺简单且易于集成，因而被广泛应用于各类放大电路或开关电路中。MOS管的全称为金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，是一种绝缘栅型的场效应管(FET)。MOS管具有输入阻抗高、噪声及功耗低、热稳定性好、动态范围大、没有二次击穿现象以及安全工作区域宽等优点。

随着半导体集成电路(IC,Integrated Circuit)工艺技术的发展，各种半导体元器件的尺寸也在逐渐减小。例如，在缩小MOS管结构的尺寸的同时，MOS管的沟道长度和沟道宽度也会按同比例缩小。当MOS管的沟道宽度与源极或漏极的耗尽层宽度相当时，就成为了所谓的“窄沟道”器件。因器件沟道变窄而使得器件的阈值电压等性能发生变化的现象则称为“窄沟道效应”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种形成隔离结构的方法，该方法可以改善MOS管的窄沟道效应以及增强有源区之间的隔离效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种形成隔离结构的方法，包括以下步骤：提供半导体结构，所述半导体结构包括衬底，所述衬底上定义了隔离区；在所述隔离区上形成沟槽；向所述沟槽施加包含掺杂质的流体；使半导体结构进行热退火；以及在所述沟槽内填充绝缘材料。

在本发明的一实施例中，所述沟槽在垂直于所述半导体结构表面的方向上的截面形状为上宽下窄的梯形。

在本发明的一实施例中，所述掺杂质的流体包括液体或气体。在本发明的一实施例中，向所述沟槽施加包含掺杂质的流体的方法包括：将所述半导体结构置于所述流体中。

在本发明的一实施例中，所述掺杂质的流体包括液体，向所述沟槽施加包含P型掺杂质的流体的步骤包括旋涂。

在本发明的一实施例中，所述掺杂质包括硼和铟。

在本发明的一实施例中，所述包含掺杂质的流体包括硼酸。

在本发明的一实施例中，将所述半导体结构置于所述流体中的时间为5-30秒。

在本发明的一实施例中，所述硼酸的体积浓度在5-15％。

在本发明的一实施例中，使半导体结构进行热退火的步骤包括：使所述半导体结构在温度为950-1100℃的环境下热退火1-2s。

在本发明的一实施例中，所述掺杂质在经过所述热退火步骤后扩散至所述衬底，形成各向同性的掺杂区域。

在本发明的一实施例中，所述半导体结构还包括衬底表面掩模，所述掩模暴露所述隔离区，所述掩模包括氮化物层和氧化物层。

在本发明的一实施例中，在所述隔离区上形成沟槽的步骤包括，刻蚀所述掩模暴露的隔离区。

在本发明的一实施例中，所述氧化物层的材料与所述沟槽内填充的绝缘材料相同。

本发明的另一方面提供一种形成半导体器件的方法，包括使用如上述的方法形成隔离结构；以及在所述隔离结构所包围的区域中形成MOS管。