[发明专利]一种半导体器件的制造方法

说明书

发明涉及一种半导体器件的制造方法，特别是形成场隔离的一种方法，它能防止在器件使用过程中因场区反型而引起沟道生成。

在一个集成电路器件中，为了电隔离相邻的有源区，用杂质离子注入工艺将杂质离子高浓度注入一个场区形成沟道截断区。然后紧接着用高温氧化工艺形成一个场氧化膜。

但是沟道截断杂质离子在诸如氧化形成场氧化膜这样的热过程中会向外扩散，这样沟道截断区变得轻度掺杂，因此在器件使用过程中会在沟道截断区因场区反型而产生沟道。也就是说存在于两个相邻的有源区之间的场区很容易接通，因此降低器件的可靠性。

本发明的一个目的是提供在半导体器件中形成场区隔离来提高器件可靠性的一种方法，用以解决工艺过程中由于沟道截断区杂质离子浓度减小所引起的场区反型问题。为了达到这个目的，本发明包含以下步骤：在一个晶片上形成一个抗氧化膜，该膜上有一个垫片氧化膜和氮化膜；蚀刻该抗氧化膜的一部分形成一个场区；在该场区注入沟道截断杂质离子，形成一个沟道截断区；用高温氧化工艺在该场区形成一个场氧化膜；形成一个光致抗蚀剂图形给该场区氧化膜和场区氧化膜周围的晶片的一部分开窗口；在上述晶片的窗口区注入与沟道截断杂质离子同型的杂质离子，因此形成一个与沟道截断区相连的杂质区。

为了充分理解本发明的本质和目的，下面结合附图对发明进行详细描述：

图1A到1E是用于解释按本发明的第一个实施例形成场区隔离的一种方法的一个半导体器件的剖面图；图2A到2D是为了表示按本发明的第二个实施例形成场区隔离的一种方法的一个半导体器件的剖面图。

相似的参考特征在几个附图中代表相似部分。

图1A到1E是用于说明按本发明的第一个实施例的连续步骤形成场区隔离的程序的一个半导体器件的剖面图。

在图1A中，包含垫片氧化膜2和氮化膜3的抗氧化膜4在晶片1上形成。场区B中的氮化膜3和垫片氧化膜2用一个器件隔离掩模由印刷术和蚀刻工艺顺序蚀刻。因此，抗氧化膜4保留在有源区(A1和A2)，它们防止有源区(A1和A2)在生成场氧化膜的氧化过程中被氧化。将高浓度沟道截断杂质离子10注入场区，在场区B的晶片1上形成一个沟道截断区5A。如果晶片1是p-型，高浓度注入p+型杂质离子(例如，B或BF2)作为沟道截断杂质离子10，以形成沟道截断区5A，相反，如果晶片1是n-型，高浓度注入n+型杂质离子(例如，P，As或Sb)作为沟道截断杂质离子10，以形成沟道截断区5A。

用高浓度注入杂质离子的方法形成的沟道截断区5A，在器件使用时有很高的势垒所以它能防止场氧化膜下的晶片1内的场反型。

在图1B中，用高温氧化工艺，在场区B的晶片1内形成场氧化膜6，高温氧化工艺在850℃到1200℃范围内作用很长时间，以生成场氧化膜6，在生成场氧化膜6的过程中沟道截断区5A中的沟道截断杂质离子10向外扩散，因此高浓度沟道截断区5A变成低浓度沟道截断区5A，如图1C所示。在场氧化膜6形成之后去掉抗氧化膜4。

基于上述描述，为了保证一个有源区A1与另一个有源区A2电隔离，以高浓度注入沟道截断杂质离子10，来形成沟道截断区5A。但是，由于因象氧化一样的高温工艺而变得轻度杂质的沟道截断区5A在器件使用过程中有一个低的势垒，容易产生场反型而形成一个沟道。所以在有源区A1和另一个有源区A2之间的场区B很容易接通，这样就降低了器件的可靠性。解决这些问题的方案描述如下

参看图1D，光致抗蚀剂图形7使用反场掩模(未表示)用光刻工艺形成，给出场氧化膜6和场氧化膜6周围的晶片1的一部分开窗口。将象沟道截断杂质离子10一样的同型高浓度杂质离子注入上述晶片上的窗口区，形成一个与沟道截断区5A相连的杂质区5B。

因为沟道区5B是重掺杂，所以在器件使用时它有很高的势垒。

图1E表示在去掉光致抗蚀剂图形7后，本发明的沟道截断区5完成情况。本发明的沟道截断区5由两个区组成：在场氧化膜6下具有低势垒的轻掺杂沟道截断区5A和位于场氧化膜6两端与沟道截断区5A相连的杂质区5B。

按本发明的第一个实施例，在具有低势垒的轻杂质沟道截断区5A两端头形成具有高势垒的杂质区5B，防止已有技术中的场区反型问题，所以可以提高器件的可靠性。

本发明的上述原理可用于各种半导体器件的制造方法，特别是具有n-阱的用具有n-阱的CMOS器件作为一个例子来解释本发明。