[发明专利]窄深沟槽的沉降物至掩埋层连接区域

说明书

一种形成IC的方法包括在掺杂有第一类型的衬底(102)中形成掺杂有第二类型的掩埋层(BL)(106)。蚀刻深沟槽直至BL，深沟槽包括较窄的内沟槽环和较宽的外沟槽环。第一深沉降物(122)注入使用具有第一剂量、第一能量和第一倾角的第二类型的离子。第二深沉降物(182)注入使用具有小于第一剂量的第二剂量、大于第一能量的第二能量以及小于第一倾角的第二倾角的第二类型的离子。外沟槽环和内沟槽环被电介质衬里。从外沟槽环的底部去除电介质衬层。外沟槽环填充有导电填充材料，该导电填充材料与衬底接触并填充内沟槽环。

技术领域

本发明涉及沟槽隔离的半导体器件。

背景技术

具有高压能力的集成电路(IC)具有广泛的工业应用，包括汽车中使用的电源管理系统。这些集成电路包括在高电压范围内(例如80V至120V)工作的高压晶体管和在更低电压范围内(例如1V至5V)工作的低压晶体管。为了保护低压晶体管免受高压操作，IC可以采用一种或更多种电气隔离方案。例如，一种隔离方案涉及结隔离，其包括在体衬底内形成掩埋层(例如，N型掩埋层)和从该埋入层延伸到体衬底(例如，P型衬底)的顶表面以将高压晶体管与低压晶体管结隔离的沉降扩散。通常通过将N型埋层连接到与高压晶体管的工作范围相对应的高压来对该N型埋层进行偏置，而通过将P型衬底连接到通常接地的IC上的最低电位来对该P型衬底进行偏置。在某些情况下，高偏置电压和接地电压之间的差可能会超过掩埋层与衬底之间PN结的击穿电压阈值，从而导致泄漏并影响IC的性能和可靠性。

结隔离可以与沟槽隔离结合。在这种情况下，填充电介质的沟槽向下延伸至掩埋层，并被沉降物(sinker)包围，从而形成隔离沟槽。

发明内容

所描述的实施例包括一种形成IC的方法，该方法包括在具有至少一个掺杂有第一类型的半导体层的衬底中形成掺杂有第二类型的掩埋层(BL)。蚀刻深沟槽直至BL，该深沟槽包括较窄的内沟槽环和较宽的从半导体层的顶表面的内沟槽环之外的外沟槽环。第一深沉降注入物包括以第一剂量、第一能量和第一倾角注入第二类型的离子。注入的第二深沉降物注入具有小于第一剂量的第二剂量、大于第一能量的第二能量和小于第一倾角的第二倾角的第二类型的离子。蚀刻外沟槽环和内沟槽环以延伸其沟槽深度，然后被电介质衬里。从外沟槽环的底部去除介电衬层，并且外沟槽环填充有导电填充材料，该导电填充材料与衬底层电接触并填充内沟槽环。

附图说明

图1A示出了根据一个示例实施例的具有双沟槽的示例半导体IC的俯视图，其中，内沟槽为隔离沟槽，其包括具有至掩埋层连接区域的所描述沉降物的沉降物。

图1B示出了图1A所示的半导体IC的横截面图。

图2A至图2H为示出根据一个示例实施例的用于形成具有双沟槽隔离器件的IC的示例方法的处理进程的横截面图，其中，内沟槽为隔离沟槽，包括具有至掩埋层连接区域的所描述沉降物的沉降物。

图3为根据一个示例实施例的半导体IC的一部分的横截面图，该半导体IC具有通过双沟槽彼此隔离的高压晶体管和低压晶体管，该双沟槽包括TSC沟槽和隔离沟槽，该隔离沟槽包括具有至掩埋层连接区域的所描述沉降物的沉降物。

图4示出了来自隔离沟槽沉降物电阻测试结构的测量电阻数据，该结构包括控制测试结构和测试结构，该测试结构接收了用于形成所描述的沉降物至用于隔离沟槽的掩埋层连接区域的所描述的注入物。

图5A为源自扫描式电容显微镜(SCM)的扫描的原子力显微镜(AFM)图像，其示出了具有第一沉降注入物和所描述的第二沉降注入物(DEEPN2，较小的角度和较小的剂量)的施主浓度轮廓图。

图5B为源自SCM的扫描的AFM图像，其示出了仅具有第一沉降注入物(没有第二沉降注入物)的施主浓度轮廓图。

图5C示出了沿着DT侧壁的硅中的一维施主浓度轮廓图，其中示出了用于第一和第二沉降注入物的分布以及仅用于第一沉降注入物(没有第二沉降注入物)的分布。

具体实施方式