專利名稱：形成半導(dǎo)體器件的阱的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成半導(dǎo)體器件的阱的方法，特別涉及一種形成橫向隔離(BILLI)結(jié)構(gòu)的具有隱埋注入層的阱的方法，能夠準(zhǔn)確控制阱的剖面形狀。
通常，為了改善半導(dǎo)體器件的特性，把與襯底的導(dǎo)電性相反的雜質(zhì)離子注入到襯底中形成阱后，再在襯底上形成器件，而不是直接在襯底上形成器件。實(shí)際存在各種其特性取決于其形成方法的阱。首先，在隔離工藝(例如LOCOS)實(shí)現(xiàn)之前，以在襯底的整個(gè)表面或襯底的部分表面上離子注入和擴(kuò)散的方式形成擴(kuò)散阱。
然而，很難控制上述單擴(kuò)散阱的剖面形狀和制造工藝。也即，以離子注入的方式形成單阱或雙阱，然后再把離子擴(kuò)散至預(yù)定深度。但因?yàn)椴粌H發(fā)生縱向擴(kuò)散而且發(fā)生橫向擴(kuò)散，所以很難控制阱的剖面形狀。
在隔離工藝后，形成反向阱。即，利用兩種掩模，以較大的離子注能量形成導(dǎo)電類型彼此不同的阱。利用與上述反向阱制造方法相同的方法形成具有BILLI結(jié)構(gòu)的反向阱。利用一種掩模形成BILLI結(jié)構(gòu)阱。如圖1所示，進(jìn)行隔離工藝，然后利用一種掩模注入離子，從而形成n阱和p阱。這里，根據(jù)阱的導(dǎo)電類型的不同，用彼此不同的能量進(jìn)行形成n阱和p阱的離子注入工藝。
即，用厚光致抗蝕劑層覆蓋p阱區(qū)，用不能使離子透過(guò)光致抗蝕劑層的能量進(jìn)行離子注入，從而形成n型反向阱，再用能使離子透過(guò)光致抗蝕劑層的較高能量進(jìn)行離子注入，從而形成p阱。因此，BILLI結(jié)構(gòu)阱能減少形成掩模的步驟數(shù)，簡(jiǎn)化工藝。
下面將參照各


形成半導(dǎo)體器件的阱的常規(guī)方法。圖2A-2G是表示常規(guī)形成半導(dǎo)體器件的阱的方法的剖面圖。參見(jiàn)圖2A，在p型硅襯底10上熱生長(zhǎng)氧化層，然后進(jìn)行LOCOS工藝，從而形成場(chǎng)氧化層11。在形成了場(chǎng)氧化層11的襯底整個(gè)表面上形成氮化層12。
參見(jiàn)圖2B，在部分氮化層12上形成厚光致抗蝕劑層13，該部分相當(dāng)于P阱將形成的區(qū)。光致抗蝕劑層13厚為2μm以上。參見(jiàn)圖2C，把如磷(p)之類的n型雜質(zhì)離子注入到形成了光致抗蝕劑層13的p型硅襯底10中，從而形成第一n型雜質(zhì)區(qū)14。
然后，又將如磷之類的n型雜質(zhì)離子注入到該襯底，從而形成第二n型雜質(zhì)區(qū)15。這里，形成第一和第二雜質(zhì)層的離子注入工藝所用的能量不能使離子穿透光致抗蝕劑層13。由于光致抗蝕劑層很厚，離子不會(huì)注入到光致抗蝕劑層13形成于其上的那部分p型硅襯底10中。
參見(jiàn)圖2D，利用較高的能量，把如硼(B)之類的p型雜質(zhì)離子注入到p型硅襯底10中，從而形成第一p型雜質(zhì)區(qū)16。然后，又注入如硼之類的p型雜質(zhì)離子，從而在第一p型雜質(zhì)區(qū)16上形成第二p型雜質(zhì)區(qū)17。參見(jiàn)圖2E，除去氮化層12和光致抗蝕劑層13，從而形成具有BILLI結(jié)構(gòu)的反向阱。
按上述形成半導(dǎo)體器件的阱的常規(guī)方法，減少了形成掩模的步驟數(shù)，但是因?yàn)椴捎昧撕窆庵驴刮g劑層，所以很難準(zhǔn)確控制離子注入的入射范圍。而且，雜質(zhì)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)偏差大以致使隔離特性相當(dāng)差。
因此，本發(fā)明提出了一種形成半導(dǎo)體器件的阱的方法，基本上能解決由于已有技術(shù)的局限和弊端造成的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種形成半導(dǎo)體器件的具有BILLI結(jié)構(gòu)的阱的方法，利用多層抗蝕劑，能夠準(zhǔn)確控制阱的離子注入剖面分布。
下面的說(shuō)明將清楚地顯示出本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中一部分通過(guò)下面的說(shuō)明顯現(xiàn)出來(lái)，或通過(guò)實(shí)施本發(fā)明了解到。由以下的書面說(shuō)明和權(quán)利要求書以及附圖所特別指出的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，并獲得其它優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，正如所概括和所概要說(shuō)明的那樣，形成半導(dǎo)體器件的阱的方法包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上形成隔離層；在半導(dǎo)體襯底上確定第一和第二阱區(qū)，在襯底的第二阱區(qū)上形成掩模層，掩模層由至少兩層疊置的層構(gòu)成；離子注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)，從而在第一阱區(qū)形成第一導(dǎo)電類型的阱；以及除去掩模層的部分層，離子注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)，從而在第二阱區(qū)形成第二導(dǎo)電類型的阱。
應(yīng)該理解，上述一般性的說(shuō)明和下述詳細(xì)說(shuō)明皆是說(shuō)明性和解釋性的，對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步解釋如權(quán)利要求書所述。
各附圖可供人們進(jìn)一步理解本發(fā)明，它們可以與說(shuō)明書結(jié)合，構(gòu)成說(shuō)明的一部分，本發(fā)明所公開的實(shí)施例與說(shuō)明書一起說(shuō)明本發(fā)明的原理。
在各附圖中圖1是表示具有BILLI結(jié)構(gòu)的常規(guī)反向阱的剖面圖；圖2A-2E是表示形成常規(guī)半導(dǎo)體器件的方法的剖面圖；圖3是本發(fā)明形成半導(dǎo)體器件的阱的工藝流程圖；圖4A-4H是表示本發(fā)明形成半導(dǎo)體器件的阱的方法的剖面圖。
下面參照各附圖中所示的實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖3是本發(fā)明形成半導(dǎo)體器件的工藝流程圖，圖4A-4H是表示本發(fā)明形成半導(dǎo)體器件的阱的方法的剖面圖。參見(jiàn)圖3，利用多層抗蝕劑作掩模，形成具有BILLI結(jié)構(gòu)的反向阱。
下面將參照?qǐng)D4A-4H說(shuō)明利用多層抗蝕劑形成阱的方法。如圖4A所示，首先，在p型硅襯底20上熱生長(zhǎng)氧化層，進(jìn)行LOCOS工藝，從而形成場(chǎng)氧化層21。如圖4B所示，在形成了場(chǎng)氧化層21的p型硅襯底20上形成氮化層22。
如圖4C所示，在氮化層22的整個(gè)表面上依次形成第一光致抗蝕劑層23、氧化層24和第二光致抗蝕劑層25，從而形成多層光致抗蝕劑層。這里，第一光致抗蝕劑層23、氧化層24和第二光致抗蝕劑層25皆是通過(guò)旋涂玻璃(SOG)工藝形成的。
如圖4D所示，利用預(yù)定阱圖形掩模(未示出)，通過(guò)曝光和顯影使第二光致抗蝕劑層25構(gòu)圖，從而形成光致抗蝕劑圖形25。如圖4E所示，利用光致抗蝕劑圖形25作掩模，腐蝕氧化層24。然后，如圖4F所示，利用氧化層24作掩模選擇地腐蝕第一光致抗蝕劑層23。這里，在腐蝕了第一光致抗蝕劑層23后，除去光致抗蝕劑圖形25。通過(guò)這樣做，只在相當(dāng)于預(yù)定p阱區(qū)的那部分氮化層22上保留第一光致抗蝕劑層23和氧化層24。
如圖4G所示，利用第一光致抗蝕劑層23和氧化層24作掩模，把如磷之類的n型雜質(zhì)離子注入到p型硅襯底20中，從而在p型硅襯底20的預(yù)定部分形成第一n型雜質(zhì)區(qū)26。然后，再離子注入如磷之類的n型雜質(zhì)，從而在第一n型雜質(zhì)區(qū)26上形成第二n型雜質(zhì)區(qū)27。
這里，利用低于形成第一n型雜質(zhì)區(qū)26的離子注入能量，形成第二n型雜質(zhì)區(qū)27。沒(méi)注入到襯底的雜質(zhì)離子分別在第一光致抗蝕劑層23和氧化層24中形成n型雜質(zhì)層。
如圖4H所示，除去氧化層24，然后，把如硼之類的p型雜質(zhì)離子注入到襯底中，從而形成第一p型雜質(zhì)區(qū)28。然后，又在襯底中注入如硼之類的p型雜質(zhì)，從而在第一p型雜質(zhì)區(qū)28上形成第二p型雜質(zhì)區(qū)29。這里，利用高于形成第一n型雜質(zhì)區(qū)26的離子注入能量形成第一p型雜質(zhì)區(qū)28。利用高于形成第一n型雜質(zhì)區(qū)26但低于形成第一p型雜質(zhì)區(qū)28的離子注入能量形成第二p型雜質(zhì)29。
而且，第一和第二p型雜質(zhì)區(qū)28和29是分別與第一和第二n型雜質(zhì)區(qū)26和27對(duì)稱地形成的。即，n阱區(qū)的第一和第二n型雜質(zhì)區(qū)26和27與p阱區(qū)的第一和第二p型雜質(zhì)區(qū)28和29的高度相同。
根據(jù)對(duì)如上所述的離子注入能量的控制，p型雜質(zhì)穿透第一光致抗蝕劑層23，從而注入到p型硅襯底20。而且，第一和第二P型雜質(zhì)區(qū)28和29也在第一n型雜質(zhì)區(qū)之下形成。同時(shí)，在對(duì)氧化層的腐蝕過(guò)程中，氮化層22保護(hù)p型硅襯底20不被過(guò)腐蝕。進(jìn)行該腐蝕氧化層工藝目的是，在進(jìn)行離子注入工藝形成p阱時(shí)，準(zhǔn)確地確定阱的剖面形狀和減少標(biāo)準(zhǔn)偏差，從而保證隔離特性。
根據(jù)本發(fā)明的形成阱的方法，由于能利用多層抗蝕劑層靈活地控制光致抗蝕劑層，所以能準(zhǔn)確地控制阱的剖面形狀，不增加形成掩模的步驟數(shù)。而且，能減小阱的雜質(zhì)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。從而改善器件的隔離特性和可靠性。
顯然，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)或范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以針對(duì)本發(fā)明作出各種改型和變化。但是，本發(fā)明將覆蓋這些會(huì)落入權(quán)利要求書及其延伸的范圍內(nèi)的改型和變化。
權(quán)利要求
1.一種形成半導(dǎo)體器件的阱的方法，該方法包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上形成隔離層；在半導(dǎo)體襯底上確定第一和第二阱區(qū)，在襯底的第二阱區(qū)上形成掩模層，掩模層由至少兩層疊置的層構(gòu)成；離子注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)，從而在第一阱區(qū)形成第一導(dǎo)電類型的阱；以及除去掩模層的部分層，離子注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)，從而在第二阱區(qū)形成第二導(dǎo)電類型的阱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中利用高于離子注入第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的能量離子注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在第二導(dǎo)電類型的阱形成時(shí)，在第一導(dǎo)電類型的阱之下形成第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中為了在襯底中形成同樣深度的第一導(dǎo)電類型的阱和第二導(dǎo)電類型的阱，要控制掩模層的厚度和第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的離子注入能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在形成掩模層步驟之前在半導(dǎo)體襯底的整個(gè)表面上形成絕緣層的步驟。
6.一種形成半導(dǎo)體器件的阱的方法，該方法包括下列步驟在第一導(dǎo)電類型的襯底的預(yù)定隔離區(qū)上形成場(chǎng)氧化層，在包括場(chǎng)氧化層的襯底整個(gè)表面上形成氮化層；在氮化層上依次形成第一光致抗蝕劑層、氧化層和第二光致抗蝕劑層；使第二光致抗蝕劑層構(gòu)圖，用第二光致抗蝕劑層作掩模，選擇地腐蝕氧化層，除去第二光致抗蝕劑層，和第一光致抗蝕劑層的暴露部分；利用已構(gòu)圖的第一光致抗蝕劑層和氧化層作掩模，離子注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)，從而形成具有與襯底導(dǎo)電類型相反的第一和第二阱；除去氧化層，離子注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)，從而形成具有與襯底導(dǎo)電類型相同的第一和第二阱；除去第一光致抗蝕劑層和氮化層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，第一光致抗蝕劑層、氧化層和第二光致抗蝕劑層是通過(guò)SOG工藝形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，利用能使離子穿透由光致抗蝕劑層構(gòu)成的掩模的離子注入能量進(jìn)行形成具有與襯底相同的導(dǎo)電類型的阱的離子注入。
全文摘要
一種形成半導(dǎo)體器件的阱的方法包括下列步驟:在半導(dǎo)體襯底上形成隔離層;在半導(dǎo)體襯底上確定第一和第二阱區(qū),在襯底的第二阱區(qū)上形成掩模層,掩模層由至少兩層疊置的層構(gòu)成;離子注入第一導(dǎo)電類型的雜質(zhì),從而在第一阱區(qū)形成第一導(dǎo)電類型的阱;以及除去掩模層的部分層,離子注入第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì),從而在第二阱區(qū)形成第二導(dǎo)電類型的阱。
文檔編號(hào)H01L27/088GK1181622SQ9710301
公開日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1997年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月30日
發(fā)明者尹康植 申請(qǐng)人:Lg半導(dǎo)體株式會(huì)社