專利名稱：半導(dǎo)體器件的隔離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的一種隔離方法，這種方法通過避免鳥嘴現(xiàn)象的形成能將隔離區(qū)減小到最小程度。
近來，由于半導(dǎo)體器件趨向于高集成度的方向發(fā)展，對(duì)各毗鄰有源區(qū)起絕緣作用的隔離區(qū)應(yīng)隨芯片尺寸的減小成比例地縮小。尤其是，隔離區(qū)的大小是確定存儲(chǔ)器件尺寸的一個(gè)主要因素，因而迄今對(duì)如何減小隔離區(qū)開展了許多研究工作。
通常，這類隔離方法采用硅局部氧化法(LOCOS)、溝道屏蔽和場(chǎng)屏蔽法等;其中LOCOS法廣泛用以在硅襯底的表面上形成氧化層和氮化層之后，通過高溫氧化形成隔離區(qū)，然后依次從隔離區(qū)除去氮化層。
但在隔離狹窄的有源區(qū)時(shí)就有問題，這是由于高溫氧化過程中從隔離區(qū)延伸到有源區(qū)中的鳥嘴現(xiàn)象引起的。此外氧化過程中的應(yīng)力還會(huì)引起位錯(cuò)，從而導(dǎo)致以后P-N結(jié)的漏泄電流。
因此LOCOS法不適宜隔離亞微米器件。因而歷來對(duì)這類亞微米器件都建議采用溝道屏蔽法和場(chǎng)屏蔽法。溝道屏蔽法能完美地隔離亞微米器件?？墒沁€存在諸如結(jié)和晶體管的特性變壞等之類的這種問題。為消除形成溝道過程中蝕刻襯底所產(chǎn)生的結(jié)晶缺陷，還需要特殊的設(shè)備和技術(shù)。
另一方面，場(chǎng)屏蔽隔離在互連各元件時(shí)很費(fèi)事，因?yàn)橐鶊?chǎng)極板上加偏壓。此外還要適當(dāng)消除場(chǎng)極板與其它電極之間的漏泄電流。
綜上所述，可見要有效地進(jìn)行隔離是很困難的。為避免上述問題而提出的各種方法因特別的工藝和設(shè)備而不適用于實(shí)際產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是提供一種不會(huì)產(chǎn)生鳥嘴現(xiàn)象的半導(dǎo)體器件隔離方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用傳統(tǒng)工藝能形成亞微米隔離區(qū)而不致使器件的特性變壞的半導(dǎo)體器件隔離方法。
本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件的隔離方法包括下列步驟形成多層結(jié)構(gòu)，它包括在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)氧化物層之后，形成至少一層多晶硅層和接著是一層氮化物層;從多層結(jié)構(gòu)(不包括多晶硅層)中除去預(yù)定的各部分，由此刻劃出有源區(qū)和隔離區(qū);以離子注入方式在襯底的整個(gè)表面上注入第一導(dǎo)電雜質(zhì)，以便在隔離區(qū)形成溝道阻擋區(qū);除去氮化物層上的多層結(jié)構(gòu)，然后將預(yù)定厚度的多晶硅層氧化，形成覆蓋氧化物層;除去隔離區(qū)上的氮化物層和多晶硅層，然后除去覆蓋氧化物層和有源區(qū)上的氧化物層，以此來形成隔離層;在結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面淀積氧化層，并再次將其在各向不均勻地加以蝕刻，以此在隔離區(qū)側(cè)壁形成分隔層;在有源區(qū)的襯底上形成控制極氧化物層;在控制極氧化物層上形成控制極電極;然后在各控制極電極底下的溝道區(qū)兩側(cè)分別形成第二導(dǎo)電擴(kuò)散區(qū)。
從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一些最佳實(shí)施例的說明中可以更清楚地了解本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中

圖1(A)-(D)是說明本發(fā)明半導(dǎo)體器件隔離方法的各制造工序的剖面示意圖;
圖2則是圖1(D)所示的控制電極的剖面示意圖。
現(xiàn)在參看附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。
圖1(A)-(D)示出了本發(fā)明半導(dǎo)體器件隔離方法的一個(gè)實(shí)施例。如圖1(A)所示，用一般化學(xué)汽相淀積法(CVD)依次在P型硅襯底上形成多層結(jié)構(gòu)。多層結(jié)構(gòu)由3000～4000埃的氧化物層3、1000～2000埃的多晶硅層5、1000～2000埃的氮化物層7和3000～4000埃的氧化物層9構(gòu)成。
隔離區(qū)是用一般光刻工藝從氮化物層7和氧化物層9除去預(yù)定的部分刻劃出來的。隔離區(qū)可刻劃到亞微米級(jí)的范圍，即小到光刻工藝的極限值，其余未從氮化物層7和氧化物層9除去的部分就成了有源區(qū)。
參看圖1(B)，溝道阻擋區(qū)11是通過在200千電子伏特下注入1×1012～1×1013/厘米2劑量的P型雜質(zhì)離子在襯底表面上形成的，此時(shí)有源區(qū)上的氧化物層9系用作雜質(zhì)阻擋層。接著，借助濕法腐蝕除去有源區(qū)上的氧化物層9。500～1000埃厚的覆蓋氧化物層13是通過使暴露著的隔離區(qū)上的多晶硅層5熱氧化形成的，此時(shí)有源區(qū)上的氮化物層7用作氧化阻擋層。多晶硅層5被氧化到預(yù)定的厚度。下一步工序是借助于濕法腐蝕除去氮化物層7，此時(shí)復(fù)蓋氧化物層13用作腐蝕阻擋層。
參看圖1(C)，結(jié)構(gòu)表面上的氧化物層3和13是用RIE法同時(shí)除去的。在蝕刻隔離區(qū)上的氧化物層3和有源區(qū)上的覆蓋氧化物層13的過程中，多晶硅層5形成作為保護(hù)層的隔離氧化物層15。經(jīng)蝕刻剩下的氧化物層用作隔離層15。在上述工藝中，由于隔離層15不是借熱氧化形成的，因而可以消除因局部氧化物熱生長(zhǎng)而產(chǎn)生的鳥嘴現(xiàn)象和位錯(cuò)。此外還抑制了在溝道阻擋區(qū)離子注入的雜質(zhì)擴(kuò)散入襯底1。
參看圖1(D)，分隔層17是在結(jié)構(gòu)整個(gè)表面上淀積氧化層之后用深腐蝕法在隔離層15的側(cè)壁上形成的。隔離層15上的多晶硅層5是在深腐蝕過程和以后的氧化過程中除去的。接著，在襯底1暴露的表面上形成控制極氧化物層19，并在控制極氧化物層19預(yù)定的位置上形成控制極電極21。擴(kuò)散區(qū)23是以離子注入方式注入象磷或砷之類n型雜質(zhì)形成的，用作源極和漏極。
控制極電極21底下的襯底1表面用作溝道區(qū)25，供電連接各擴(kuò)散區(qū)之用。擴(kuò)散區(qū)23與溝道阻擋區(qū)11不重疊，從而提高了擊穿電壓。
圖2示出了圖1(D)所示的控制極電極21的剖視圖。與圖1(D)中同樣的部分用同樣的編號(hào)表示。圖2中，溝道狹窄效應(yīng)是這樣避免的，因?yàn)楦綦x層不是通過熱氧化形成的，使得用作為溝道阻擋區(qū)的區(qū)域11中注入的雜質(zhì)不致擴(kuò)散入有源區(qū)，從而防止溝道區(qū)25變窄。多層結(jié)構(gòu)由氮化物層和氧化物層構(gòu)成，但也可以采用其它組成方式而仍在本發(fā)明的真實(shí)范圍內(nèi)，只要其中先后包括有氮化物層和氧化物層即可。
如到此為止所談到的那樣，隔離層僅僅是用CVD(化學(xué)汽相淀積)法和光刻蝕法形成，這樣可以避免應(yīng)力所引起的鳥嘴現(xiàn)象和位錯(cuò)，而且用作溝道阻擋區(qū)的離子注入?yún)^(qū)的雜質(zhì)不致擴(kuò)散入有源區(qū)中。此外，在隔離層側(cè)壁形成的分隔層還可以防止注入離子所形成的擴(kuò)散區(qū)與溝道阻擋區(qū)接觸。因?yàn)樵谛纬筛綦x層的過程中不采用熱氧化，因此，本發(fā)明具有很大的優(yōu)點(diǎn)。
按照本發(fā)明，不僅可以通過防止鳥嘴現(xiàn)象的形成將隔離極限擴(kuò)大到亞微米范圍，而且還可以避免因應(yīng)力引起的位錯(cuò)而產(chǎn)生漏泄電流。此外由于離子注入?yún)^(qū)的雜質(zhì)不會(huì)擴(kuò)散入有源區(qū)，因而可以有效地防止溝道狹窄效應(yīng)。于是由于分隔層避免了擴(kuò)散區(qū)與離子注入?yún)^(qū)之間的接觸，因而可以提高擊穿電壓。
本發(fā)明決不受上述實(shí)施例的限制。顯然，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人士參考本發(fā)明的說明書是可以對(duì)本發(fā)明上述公開的和其它實(shí)施例進(jìn)行種種修改的。由于這些修改或?qū)嵤├紝儆诒景l(fā)明的真實(shí)范圍，因而本說明書所附的權(quán)利要求書理所當(dāng)然地包括任何這類修改或?qū)嵤├?br> 權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體器件的一種隔離方法，其特征在于，該方法包括下列步驟形成多層結(jié)構(gòu)，它包括在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)氧化物層之后，形成至少一層多晶硅層和接著是一層氮化物層；從多層結(jié)構(gòu)(不包括多晶硅層)中除去預(yù)定的各部分，由此刻劃出有源區(qū)和隔離區(qū)；以離子注入方式在襯底的整個(gè)表面上注入第一導(dǎo)電雜質(zhì)，以便在隔離區(qū)形成溝道阻擋區(qū)；除去氮化物層上的多層結(jié)構(gòu)，然后將預(yù)定厚度的多晶硅層氧化，形成覆蓋氧化物層；除去隔離區(qū)上的氮化物層和多晶硅層，然后除去覆蓋氧化物層和有源區(qū)上的氧化物層，以此來形成隔離層；在結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面淀積氧化物層，并再次將其加以蝕刻，以此在隔離區(qū)側(cè)壁形成分隔層；在有源區(qū)的襯底上形成控制極氧化物層；在控制極氧化物層上形成控制極電極；以及在各控制極電極底下的溝道區(qū)兩側(cè)分別形成第二導(dǎo)電擴(kuò)散區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多層結(jié)構(gòu)由多晶硅層、氮化物層和氧化物層構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，多晶硅留在覆蓋氧化層底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，隔離層系用多晶硅作為雜質(zhì)阻擋層形成的。
全文摘要
半導(dǎo)體器件隔離法包括形成多層結(jié)構(gòu)；刻出有源區(qū)隔離區(qū)；形成溝道阻擋區(qū)；除去氮化層上的多層結(jié)構(gòu)形成覆蓋氧化層；除去氮化層多晶硅層上的多層結(jié)構(gòu)形成隔離層，并在側(cè)壁形成分隔層；形成控制極氧化層和控制極；形成第二導(dǎo)電擴(kuò)散區(qū)。形成隔離層采用CVD和光刻法，不致因應(yīng)力產(chǎn)生鳥嘴現(xiàn)象和位錯(cuò)。分隔層防止溝道阻擋區(qū)與離子注入雜質(zhì)形成的擴(kuò)散區(qū)接觸。本發(fā)明的隔離極限達(dá)正微米范圍，避免溝道狹窄效應(yīng)，提高擊穿電壓。
文檔編號(hào)H01L21/76GK1059424SQ90109410
公開日1992年3月11日 申請(qǐng)日期1990年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月18日
發(fā)明者權(quán)五鉉, 裴東住 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社