[发明专利]形成半导体装置的隔离层的方法

权利要求书

1.一种形成半导体装置的隔离结构的方法，该方法包括：

在半导体衬底上进行第一离子注入工艺以控制阈值电压，第一杂质提供在所述衬底中；

在所述半导体衬底上方形成硬掩模，通过所述掩模暴露隔离区；

蚀刻所述半导体衬底的隔离区以形成沟槽；

进行第二离子注入工艺以在所述沟槽侧壁上提供第二杂质，从而使所述第一杂质从所述沟槽的侧壁的扩散最少；和

用介电层填充所述沟槽以形成隔离结构。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在进行所述第一离子注入工艺之前，在所述半导体衬底上进行TN阱离子注入工艺和p阱离子注入工艺，从而形成TN阱结和p阱结。

3.根据权利要求1所述的方法，其中缓冲氧化物层和氮化物层提供在所述硬掩模层下面。

4.根据权利要求3所述的方法，其中隧穿氧化物层和多晶硅层提供在所述缓冲氧化物层下面。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在形成所述硬掩模之后，进行第三离子注入工艺，从而向所述半导体衬底的有源区边缘中注入3价杂质，所述第三离子注入工艺在第二离子注入工艺之前进行。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述3价杂质包括硼。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第三离子注入工艺通过以倾斜角度注入所述3价杂质而进行。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述第三离子注入工艺通过以5到50KeV的离子注入能量和1E11离子/cm²到1E14离子/cm²的剂量注入硼而进行。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述第三离子注入工艺通过以3到30度的角度注入硼同时每次旋转半导体衬底90度而进行。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二离子注入工艺使用氟基惰性气体而进行。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二离子注入工艺通过以5到50KeV的离子注入能量和1E11离子/cm²到1E14离子/cm²的剂量注入氟而进行。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二离子注入工艺通过以3到30度的角度注入氟同时每次旋转半导体衬底90度而进行。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述填充步骤涉及在所述衬底上形成旋涂式电介质层以间隙填充所述沟槽，且其中所述方法还包括：

在所述旋涂式电介质层上进行热处理工艺；和

蚀刻所述热处理的旋涂式电介质层，从而所述旋涂式电介质层主要保留在所述隔离区中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述旋涂式电介质层由聚硅氮烷材料形成。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述热处理工艺使用H₂在100到1000摄氏度的温度范围内进行。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述热处理工艺使用N₂和H₂进行。

17.一种形成半导体装置的隔离结构的方法，该方法包括：

向半导体衬底中注入第一类型的掺杂剂从而在所述衬底中形成掺杂区；

在所述衬底和所述衬底的掺杂区上提供掩模层；

构图所述掩模层以暴露衬底的隔离区，所述隔离区限定有源区，所述隔离区和有源区至少被部分限定在所述掺杂区中；

在由所述隔离区限定的有源区的边缘注入第二类型的掺杂剂；

蚀刻所述半导体衬底的隔离区以形成具有延伸到所述掺杂区深度之下的深度的隔离沟槽；

在所述隔离沟槽的侧壁上注入第三类型的杂质，使得提供在所述隔离沟槽侧壁上的第二类型的掺杂剂从所述侧壁的迁移最少；和

用介电层填充所述隔离沟槽以形成隔离结构。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一类型的掺杂剂包括硼，第二类型的掺杂剂包括硼，且第三类型的掺杂剂包括氟，且其中所述介电层包括聚硅氮烷材料。