[发明专利]一种半导体器件的制造方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件的制造方法，依此法，在一表面，半导体内形成至少一个槽，从表面伸向半导体内，通过掩模用离子注入法，在该槽的一部分形成一掺杂区。本发明还涉及用该方法制造的半导体器件。

该槽（例如可以是U-型或V-型）可在有源区间形成一隔离区，诸如双极电路中的绝缘岛。另一个实施例中，槽内设置导电层，例如，象由申请人提交并于1987年9月30日公开的欧洲专利申请EP0239151中叙述的那样，形成电荷耦合器件的栅极。在该器件中，其传输通道限位于两平行沟槽的台面之中，沿台面的侧壁发生电荷传输。这些区域形成在侧壁局部位置，限定电荷在通道中存贮的部位。

美国专利4，446，178描述了一种方法，用该方法以倾斜注入法对槽壁掺杂。在该方法中，掺杂区布设在整个槽长上。但是，往往需要把掺杂区布设于槽壁和/或槽底，或各槽的局部上，即只布设在槽长的一部分上。

但是，在与槽宽相比较深的窄槽中作掺杂区的局部注入，即，不覆盖整个槽长的注入会含有重大的实际缺陷。一种显而易见的方法是采用光刻胶的注入掩模。要做成界限分明的光刻胶掩模，而要在宽为2微米或更小，且深度大于3微米的槽中，留下露出槽底的一部分，实际上是不可能的。要光照光刻胶直至槽底，就需如此强大的照射剂量，以致表面附近的掩模界限会变得很差，然而，在较弱照射剂量下，将不会或不足以照射到槽底的光刻胶。

从美国专利4，756，793申请的开头一段可以知道上述这类的方 法。该已知的方法里，这些槽都临时性地用填料填满，如用光刻胶，实际上至少使之成为平面。在该平面上形成诸如铝的金属注入掩模，掩模有一个或多个窗口，以待后续的工序，将掺杂剂制作在槽或各槽中。然后，填料至少要从槽或各槽的注入掩模窗口处除去，至此，才通过注入掩模的窗口进行离子注入。然后再除掉注入掩模。

本发明其目的，正是在于提供一种方法，该方法包括远比已知方法少的几个步骤，且又极简单，从而能保持掩模的高反差轮廓。

按照本发明，在开头一段所述这样的一种方法中，其特征在于，在表面和槽中形成一正性光刻胶层，在要施行离子注入的区域掩蔽光刻胶层防止受辐照，而光刻胶层无掩蔽的部分则受到辐照，此后，用影象转换工艺使辐照过的光刻胶层部分变成不溶性物，接着，待进行离子注入区，在第二次辐照工序中，使光刻胶层受到辐照，此后，通过显影，将先前提到的辐照步骤中被掩蔽的光刻胶层的那些部分除去。从附图的说明中将会明白，本方法所得到的注入掩模，在表面处有鲜明的界限，而同时，在要进行注入的整个层深各处都留下露出的槽来。

第一次辐照步骤要用较低的辐照剂量进行，以在表面处获得一鲜明的掩模反差轮廓。用较低光照辐照剂量的一个可能的后果在于，光刻胶不能全部直到槽底都受辐照，而要形成注入掩模的窗口在槽深方向变得更大。但因存在注入掩模的阴影效应，这不会是个缺点。第二次辐照步骤只用于留下的光刻胶层可溶性的部分，所以可用较高的剂量进行辐照，使辐照贯射整个的光刻胶层厚度。这样一来就确保在注入掩蔽窗口区处的整个槽深内都能除去光刻胶。

参考实施例及所附的示意图，将更详细地说明本发明，其中：

图1～7表示本发明一个实施例的几个工艺步骤;

图8是按本发明的方法制造的一种器件的平面图。

应注意到，图是示意性的，并未按尺寸画。

图1～7纯系示意性方式说明如何按本发明的方法，在很窄又较深的槽里，又只在槽或各槽的侧壁和/或底部的长度的一部分，能够注入形成一个或多个掺杂区。图5的目的是示出器件一部分的透视图;图2～4和6以对应于图5的正面的剖面图表示出器件;图7b沿槽的纵向给出剖面图;而图7a是用常规方法时得到的相同的剖面图。

原材料，例如是硅半导体衬底1（参图1）。蚀刻到表面2上的多个槽，图3中只示出二个。这些槽例如有着约1微米的宽度和约4微米的深度，因而相对于它的深度来说是很窄的，可以用众所周知的方法如反应离子刻蚀法（RIE）形成。这样的多个槽可能为各种目的而制作，并常常用作单片集成电路部件之间的隔离槽。本实施例中，则是用在槽区外部表面2上的氧化物掩模4上蚀刻出各个槽3。该氧化层4厚度为0.5微米。通过光热氧化，在槽3的侧壁和底部生长厚约20nm的氧化层5（参见图2）。

然后，将正性光刻胶层6制作在表面2上及各槽3中，用作注入掩模。这里“正性的”意味着，正常使用时，在光照射与显影后，将会除去光照过部分的光刻胶。这儿介绍的例子中，Hunt公司出售的名为HPR204的光刻胶用作层6。槽外侧层6的厚度大约为1.3微米（参见图3）。