專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路的隔離結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種在高頻操作時(shí)，集成電路之間的隔離結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
如今先進(jìn)的二極管/雙載子互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的設(shè)計(jì)以及制造方法已可將數(shù)字電路以及模擬電路整合在同一集成電路芯片上。此技術(shù)已被廣泛的運(yùn)用于數(shù)字電路與模擬射頻電路組合的移動(dòng)通訊系統(tǒng)。數(shù)字電路與模擬電路基本在芯片的同一表面上形成不同的元件。這些元件可位于不同層，其以不同金屬層間的介電層隔開(kāi)。通常最上層為介電材料制成且作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的保護(hù)層。
數(shù)字電路以及模擬電路的集成度會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路和模擬電路之間的噪聲耦合效應(yīng)。特別是模擬電路會(huì)受到數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲影響。值得注意的是噪聲會(huì)影響信號(hào)傳輸以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的模擬電路的性能表現(xiàn)，例如不同的放大器對(duì)不同輸入信號(hào)產(chǎn)生的噪聲極其敏感。
請(qǐng)參考圖1，其顯示襯底中數(shù)字電路以及模擬電路之間的噪聲傳遞路徑，其中區(qū)域4為數(shù)字電路區(qū)域而區(qū)域6為模擬電路區(qū)域。箭頭符號(hào)8、10和12表示襯底2中的噪聲傳遞路徑之一。
除了數(shù)字電路與模擬電路之間有噪聲干擾外，數(shù)字電路元件彼此之間也存在噪聲干擾的問(wèn)題。
重要的是，經(jīng)過(guò)襯底的噪聲耦合主要依賴(lài)硅襯底的組合。為了中斷硅襯底中的噪聲傳遞路徑，已產(chǎn)生了不同方法。在襯底中形成絕緣層為最常見(jiàn)的方法之一。如圖1所示，一絕緣層14中斷了區(qū)域4和區(qū)域6的噪聲傳遞路徑。絕緣層14基本上以介電材料形成。絕緣層14其中之一的例子為電路之間的溝槽隔離。為形成深溝槽隔離，位于電路之間的溝槽，其側(cè)面接近直角且接著以介電質(zhì)材料填充。
然而，實(shí)際上深溝槽隔離并不能滿(mǎn)足電路間完全隔離的需求，但對(duì)于高速模擬電路而言，深溝槽隔離仍能滿(mǎn)足電路間隔離的需求。
另一種常見(jiàn)的方法為在襯底中形成防護(hù)環(huán)以作為電路間的隔離。如圖2所示，在P型輕摻雜的襯底2中形成一P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)20。P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)20以節(jié)點(diǎn)22接地，對(duì)襯底噪聲產(chǎn)生一條低電阻的路徑。噪聲電流最有可能經(jīng)由這條低電阻的路徑傳至P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)20，而不會(huì)經(jīng)過(guò)其它高電阻的路徑傳至其另一電路上。
請(qǐng)參考圖3，其顯示另外一種常見(jiàn)的方法，噪聲信號(hào)源24連接到元件區(qū)域32，其中元件區(qū)域32為N型輕摻雜阱區(qū)域28以及深N型阱區(qū)域30所包圍。節(jié)點(diǎn)26用來(lái)檢測(cè)噪聲信號(hào)，其實(shí)際上連接到元件區(qū)域34。N型輕摻雜阱區(qū)域28以及深N型阱區(qū)域30互相連接，當(dāng)接地時(shí)會(huì)對(duì)襯底形成一低阻抗的路徑。噪聲信號(hào)源24產(chǎn)生噪聲電流，接著傳至接地點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)26檢測(cè)到的噪聲信號(hào)可明顯地降低。有了例如上述的噪聲隔離結(jié)構(gòu)，假使一電路在元件區(qū)域32中形成，而另一電路在元件區(qū)域34中形成，噪聲耦合便可明顯地降低。研究指出操作頻率為1GHz時(shí)，描述噪聲耦合大小的噪聲耦合系數(shù)(S21)為-60db。
上述常見(jiàn)的方法對(duì)噪聲隔離十分有效。然而，在集成電路中，主要以數(shù)字電路與模擬電路的阻隔構(gòu)成的晶粒尺寸，會(huì)隨著技術(shù)的進(jìn)步而日漸縮小，在和/或大于1GHz的操作頻率等需求下，噪聲的影響變得更加嚴(yán)重，且需要一種更好的噪聲隔離技術(shù)，以解決噪聲影響的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種高頻的噪聲隔離結(jié)構(gòu)及其制造方法，以改善上述常見(jiàn)的技術(shù)問(wèn)題。
為達(dá)成發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體襯底，其具有第一導(dǎo)電類(lèi)型；一埋置層，其具有第二導(dǎo)電類(lèi)型，上述埋置層位于上述半導(dǎo)體襯底中，且位于以半導(dǎo)體材料形成的一第一元件區(qū)域下方，其中上述埋置層為高濃度摻雜；一下沉區(qū)域，其具有第二導(dǎo)電類(lèi)型，包圍上述第一元件區(qū)域以及連接上述埋置層，其中上述下沉區(qū)域?yàn)楦邼舛葥诫s；一深溝槽隔離區(qū)域，包圍上述下沉區(qū)域；一深防護(hù)環(huán)，其具有第一導(dǎo)電類(lèi)型，包圍上述下沉區(qū)域；以及一第二元件區(qū)域，其至少通過(guò)上述下沉區(qū)域、上述深溝槽隔離區(qū)域以及上述深防護(hù)環(huán)與上述第一元件區(qū)域隔開(kāi)。
所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述下沉區(qū)域與所述深防護(hù)環(huán)為交流接地。
所述的半導(dǎo)體隔離結(jié)構(gòu)，其中還包括一寬防護(hù)環(huán)，其具有第一導(dǎo)電類(lèi)型，所述寬防護(hù)環(huán)位在所述第一元件區(qū)域以及所述第二元件區(qū)域之間。
所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述寬防護(hù)環(huán)的寬度大于20μm。
所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述深溝槽隔離區(qū)域延伸至所述埋置層底部的下方。
所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述深防護(hù)環(huán)延伸至所述埋置層底部的下方。
所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述下沉區(qū)域的不純物濃度大于1019離子/立方厘米。
所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中還包括一P型阱區(qū)域，位于所述第二元件區(qū)域下方。
所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所述深溝槽隔離區(qū)域以及所述深防護(hù)環(huán)本質(zhì)上位于P型阱區(qū)域外。
為達(dá)成發(fā)明的上述目的，本發(fā)明又提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一P型半導(dǎo)體襯底；一N型重?fù)诫s埋置層，上述N型重?fù)诫s埋置層位于上述半導(dǎo)體襯底中，且位于以半導(dǎo)體材料形成的一第一元件區(qū)域下方，其中上述N型重?fù)诫s埋置層的不純物濃度大于1019離子/立方厘米；一N型重?fù)诫s下沉區(qū)域，包圍上述第一元件區(qū)域以及連接上述N型重?fù)诫s埋置層，其中上述N型重?fù)诫s下沉區(qū)域的不純物濃度大于1019離子/立方厘米；一深溝槽隔離區(qū)域，包圍上述第一元件區(qū)域，其中上述深溝槽隔離區(qū)域延伸至上述N型重?fù)诫s埋置層底部的下方；一P型深防護(hù)環(huán)，包圍上述N型重?fù)诫s下沉區(qū)域，其中上述深防護(hù)環(huán)延伸至上述N型重?fù)诫s埋置層底部的下方；以及一第二元件區(qū)域，其與上述第一元件區(qū)域之間至少被上述N型重?fù)诫s下沉區(qū)域、上述深溝槽隔離區(qū)域以及上述深防護(hù)環(huán)隔開(kāi)；以及一P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)，位于上述第二元件區(qū)域以及一包圍上述深溝槽隔離區(qū)域以及上述深防護(hù)環(huán)的區(qū)域之間，其中上述深防護(hù)環(huán)以及上述P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)為交流接地。
為達(dá)成發(fā)明的上述目的，本發(fā)明又提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一第一元件區(qū)域以及一第二元件區(qū)域，位于一半導(dǎo)體襯底上，其中上述第一元件區(qū)域通過(guò)一隔離結(jié)構(gòu)與上述第二元件區(qū)域隔開(kāi)，以及其中上述隔離結(jié)構(gòu)為交流接地且包括一下沉/埋置區(qū)域，包圍上述第一元件區(qū)域的側(cè)邊及底部，其中上述下沉/埋置區(qū)域具有一大于1019離子/立方厘米的不純物濃度；一深防護(hù)環(huán)，包圍上述下沉/埋置區(qū)域；以及一深溝槽隔離區(qū)域，包圍上述下沉/埋置區(qū)域。其中上述隔離結(jié)構(gòu)還包括一防護(hù)環(huán)，其介于上述第一元件區(qū)域以及上述第二元件區(qū)域，其中上述防護(hù)環(huán)為交流接地且其寬度大于20μm。
通過(guò)本發(fā)明可大大提升位于集成電路中的數(shù)字電路及模擬電路之間的噪聲隔離能力。


圖1為襯底中，數(shù)字電路以及模擬電路之間的噪聲傳遞路徑；圖2為一種常見(jiàn)的噪聲隔離方法，在襯底中形成保護(hù)環(huán)以隔絕數(shù)字電路以及模擬電路之間的噪聲；圖3為一種常見(jiàn)的噪聲隔離結(jié)構(gòu)，其包括一N型埋置阱埋置區(qū)域，與深阱區(qū)域連接；圖4至圖10為本發(fā)明較佳實(shí)施例的制程中間階段剖面圖；圖11為本發(fā)明較佳實(shí)施例的制程中間階段的俯視圖；圖12為本發(fā)明較佳實(shí)施例的制程中間階段剖面圖；圖13為噪聲耦合系數(shù)測(cè)量值與操作頻率的函數(shù)關(guān)系圖；圖14為本發(fā)明另一實(shí)施例；圖15為噪聲測(cè)量裝置，其中噪聲源節(jié)點(diǎn)與噪聲檢測(cè)節(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有任何噪聲隔離結(jié)構(gòu)。
其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下2襯底；4數(shù)字電路區(qū)域；6模擬電路區(qū)域；8噪聲傳遞路徑；10噪聲傳遞路徑；12噪聲傳遞路徑；14絕緣層；
20P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)；22節(jié)點(diǎn)；24噪聲信號(hào)源；26節(jié)點(diǎn)；28N型輕摻雜阱區(qū)域；30深N型阱區(qū)域；32元件區(qū)域；34元件區(qū)域；40襯底；42N型重?fù)诫s埋置層；44摻雜半導(dǎo)體層；46光阻；48P型阱區(qū)域；50深溝槽氧化物區(qū)域；52光阻；54開(kāi)口；56深P型阱防護(hù)環(huán)；58光阻；60N型重?fù)诫s下沉區(qū)域；62元件區(qū)域；64P型重?fù)诫s接觸；66P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)；68光阻；70元件區(qū)域；72噪聲傳遞路徑；80噪聲耦合系數(shù)測(cè)量值；82噪聲耦合系數(shù)測(cè)量值；84噪聲耦合系數(shù)測(cè)量值；86噪聲源節(jié)點(diǎn)；88噪聲檢測(cè)節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下利用附圖，以更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明較佳實(shí)施例的半導(dǎo)體隔離結(jié)構(gòu)。圖4至圖12顯示本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其中相同的符號(hào)表示相同的元件。
請(qǐng)參考圖4，其顯示本發(fā)明實(shí)施例中，半導(dǎo)體隔離結(jié)構(gòu)的形成。提供一襯底40，在襯底40上中形成一N型重?fù)诫s埋置層42，襯底40較佳為包含例如硅或其它例如三-五族化合物(例如砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP))的半導(dǎo)體材料。在本發(fā)明實(shí)例中，襯底40為P型襯底。在其它實(shí)施例中，襯底40可為包含N型不純物的襯底。
N型重?fù)诫s埋置層42位于接近襯底40上表面的上方區(qū)域中。N型重?fù)诫s埋置層42只占據(jù)襯底40的一部分區(qū)域，其較佳的形成方式為將不純物注入襯底40的上表面。舉例來(lái)說(shuō)，不純物為銻及/或砷，不純物濃度較佳為大于1019離子/立方厘米，較佳為1019離子/立方厘米～1020離子/立方厘米。將N型重?fù)诫s埋置層42的不純物注入至襯底40的上方區(qū)域，接著，對(duì)襯底40進(jìn)行爐管退火步驟。在其它實(shí)施例中，襯底40為N型時(shí)，重?fù)诫s埋置層則為P型。N型重?fù)诫s埋置層42可視為電性隔離區(qū)域，具有隔絕襯底40以及后續(xù)形成于N型重?fù)诫s埋置層42上的元件的功能。
請(qǐng)參考圖5，其顯示在N型重?fù)诫s埋置層42以及襯底40上形成摻雜半導(dǎo)體層44。摻雜半導(dǎo)體層44的材質(zhì)較佳為包括硅的半導(dǎo)體材料，更佳為包括與襯底40相同的半導(dǎo)體材料。摻雜半導(dǎo)體層44較佳以外延方式形成，可視為一N型外延層44，摻雜半導(dǎo)體層44也可以其它沉積方式形成。當(dāng)摻雜半導(dǎo)體層44以外延方式形成時(shí)，同時(shí)導(dǎo)入例如磷的N型不純物，而N型不純物較佳的濃度為1015離子/立方厘米～1016離子/立方厘米。
如圖6所示，利用光刻方式形成及圖案化光阻46。接著，進(jìn)行P型不純物注入步驟，形成一P型阱區(qū)域48。P型阱區(qū)域48較佳包括銻以及砷，其與摻雜半導(dǎo)體層44中的N型不純物會(huì)相互中和而使摻雜半導(dǎo)體層44反轉(zhuǎn)成P型。P型不純物注入后，P型阱區(qū)域48具有一較佳的不純物最終濃度，其為1017離子/立方厘米～1018離子/立方厘米。雖然可能會(huì)形成一較淺的P型阱區(qū)域48，但P型阱區(qū)域48的底部較佳為延伸到N型重?fù)诫s埋置層42的下方。然后將光阻46移除。
請(qǐng)參考圖7，其顯示深溝槽氧化物區(qū)域50的形成。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，深溝槽氧化物區(qū)域50是經(jīng)由形成溝槽而形成；于溝槽中填入介電層，例如具有二氧化硅墊層的未摻雜的多晶硅、二氧化硅以及高密度等離子體沉積氧化物(HDP oxide)；進(jìn)行一化學(xué)選擇性蝕刻平坦化表面。雖然深溝槽氧化物區(qū)域50較佳為氧化物形成，可視為一氧化物區(qū)域，但深溝槽氧化物區(qū)域50也可利用其它介電材料形成，可視為一深溝槽隔離區(qū)域50。深溝槽氧化物區(qū)域50較佳為延伸至襯底40中以隔絕噪聲電流路徑。深溝槽氧化物區(qū)域50的底部較佳為延伸至N型重?fù)诫s埋置層42底部的下方。必須注意的是，雖然在剖面圖中，深溝槽氧化物區(qū)域50顯示為分離的區(qū)域，假使從俯視圖觀看，深溝槽氧化物區(qū)域50為一包圍N型重?fù)诫s埋置層42的封閉環(huán)。
如圖8所示，其顯示利用光刻方式圖案化光阻形成光阻52以及開(kāi)口54。接著，進(jìn)行P型不純物注入步驟，形成一深P型阱防護(hù)環(huán)56。深P型阱防護(hù)環(huán)56較佳包括碳以及/或其它P型不純物，濃度較佳為大于1017離子/立方厘米，更佳為1017離子/立方厘米～1018離子/立方厘米。深P型阱防護(hù)環(huán)56較佳為延伸至襯底40中，更佳為延伸至N型重?fù)诫s埋置層42的下方?？衫玫牟煌芰恳约安煌患兾锏某Ｒ?jiàn)注入技術(shù)，形成較深的深P型阱防護(hù)環(huán)56。深P型阱防護(hù)環(huán)56與深溝槽氧化物區(qū)域50相似，為一包圍N型重?fù)诫s埋置層42的封閉環(huán)。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，深P型阱防護(hù)環(huán)56包圍深溝槽氧化物區(qū)域50，兩者皆在P型阱區(qū)域48外圍形成。在其它實(shí)施例中，深溝槽氧化物區(qū)域50在深P型阱防護(hù)環(huán)56外圍形成。在其它實(shí)施例中，深P型阱防護(hù)環(huán)56以及深溝槽氧化物區(qū)域50可形成在P型阱區(qū)域48中或接近P型阱區(qū)域48的邊界。
請(qǐng)參考圖9，移除光阻52后，利用光刻方式形成并圖案化光阻58。接著，進(jìn)行N型不純物注入步驟，形成N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60。N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60為重?fù)诫s，其濃度較佳為大于1019離子/立方厘米，更佳為1019離子/立方厘米～1020離子/立方厘米。N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60較佳與N型重?fù)诫s埋置層42連結(jié)，以定義出元件區(qū)域62。N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60與N型重?fù)诫s埋置層42無(wú)間隙較佳。假使從俯視圖觀看，N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60形成一封閉環(huán)。經(jīng)過(guò)注入步驟后，將光阻46移除。
前述實(shí)施例中，重?fù)诫s表示不純物濃度大于1019離子/立方厘米。然而，熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解重?fù)诫s與元件導(dǎo)電類(lèi)型、技術(shù)世代、特征尺寸小型化及其它類(lèi)似物有關(guān)。因此，重?fù)诫s一詞可按照此技術(shù)解釋?zhuān)⒎菫榍笆鰧?shí)施例所限定。
請(qǐng)參考圖10，其顯示P型重?fù)诫s接觸64以及P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66的形成。與其它摻雜區(qū)域的形成方法相似，利用光刻方式形成及圖案化光阻68。接著，進(jìn)行P型不純物注入步驟，形成P型重?fù)诫s接觸64以及P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66。為了降低電阻值，P型重?fù)诫s接觸64以及P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66的不純物濃度大于1017離子/立方厘米。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66與P型重?fù)诫s接觸64同時(shí)形成。在其它實(shí)施例中，P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66與P型重?fù)诫s接觸64為分開(kāi)形成，且P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66具有較P型重?fù)诫s接觸64深的深度。P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66較佳具有約大于0.1μm的深度D及約大于20μm的寬度W。P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66可視為一寬防護(hù)環(huán)66。
N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60、深溝槽氧化物區(qū)域50、深P型阱防護(hù)環(huán)56、P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66以及P型重?fù)诫s接觸64可用常見(jiàn)的技術(shù)形成，其僅僅為設(shè)計(jì)的選擇，而這些區(qū)域可依不同需求形成。
前述的本發(fā)明的半導(dǎo)體隔離結(jié)構(gòu)的俯視圖如圖11所示。在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，為使噪聲隔離能力最大化，N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60、深溝槽氧化物區(qū)域50、深P型阱防護(hù)環(huán)56均為包圍元件區(qū)域62的封閉環(huán)。另一方面，P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66的寬度非常大，且較佳為一介于元件區(qū)域62以及另一元件區(qū)域70之間的矩形區(qū)域，P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66可降低來(lái)自元件區(qū)域62的噪聲。然而，在本發(fā)明其它實(shí)施例中，如果不考慮芯片面積，P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66也可為包圍元件區(qū)域62的封閉環(huán)。
請(qǐng)參考圖12，其顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的半導(dǎo)體隔離結(jié)構(gòu)，其中N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60、深P型阱防護(hù)環(huán)56以及P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66均為交流接地(AC grounded)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)視為“交流接地”時(shí)，表示在節(jié)點(diǎn)以及接地點(diǎn)之間，對(duì)于交流信號(hào)或噪聲存在一低阻抗的路徑。較佳地，當(dāng)節(jié)點(diǎn)為交流接地的同時(shí)，存在一直流電流低阻抗的路徑。
在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，在元件區(qū)域62以及另一元件區(qū)域70之間具有多個(gè)多個(gè)噪聲隔離層組成一較佳的噪聲隔離結(jié)構(gòu)。第一層包括N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60以及N型重?fù)诫s埋置層42。這些區(qū)域部分包圍著整個(gè)元件區(qū)域62且具有一上開(kāi)口。流經(jīng)元件區(qū)域62以及襯底40的噪聲電流必須穿透這些區(qū)域。N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60以及N型重?fù)诫s埋置層42具有高不純物濃度，其寄生電容(C)高，而對(duì)應(yīng)的阻抗(1/jωC)低。尤其當(dāng)元件在高頻率(f)操作時(shí)，ω(2πf)高，還降低了阻抗。此外，高不純物濃度對(duì)直流電流造成較低的片電阻。因此，存在一低阻抗的路徑，可將高頻噪聲電流傳導(dǎo)至交流接地點(diǎn)。再者，在N型區(qū)域(N型重?fù)诫s埋置層42以及N型重?fù)诫s下沉區(qū)域60)以及P型區(qū)域(襯底40以及P型阱區(qū)域48)之間形成一p-n接面，可阻隔噪聲電流從元件區(qū)域62流至襯底40以及P型阱區(qū)域48。
深溝槽氧化物區(qū)域50也可抑制噪聲電流，深溝槽氧化物區(qū)域50在元件區(qū)域62與元件區(qū)域70之間的噪聲傳遞路徑72上形成一高電阻阻隔物。另一方面，深P型阱防護(hù)環(huán)56形成一低阻抗路徑將噪聲電流傳導(dǎo)至交流接地點(diǎn)。
P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66也可視為一具有低阻抗的噪聲電流槽。任何流經(jīng)襯底40或P型阱區(qū)域48的噪聲電流很有可能會(huì)轉(zhuǎn)向經(jīng)過(guò)P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66傳導(dǎo)至交流接地點(diǎn)。P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66具有非常寬的寬度，噪聲電流很有可能會(huì)傳導(dǎo)至交流接地點(diǎn)而不在元件區(qū)域62與元件區(qū)域70之間傳導(dǎo)。
如上所述的半導(dǎo)體隔離結(jié)構(gòu)，元件區(qū)域62與元件區(qū)域70具有良好的隔離。較佳地，元件區(qū)域62為數(shù)字電路區(qū)域，元件區(qū)域70為模擬電路區(qū)域。相反地，元件區(qū)域70為數(shù)字電路區(qū)域，而元件區(qū)域62為模擬電路區(qū)域?；蛟谠肼暩綦x要求下，兩者可皆為數(shù)字或模擬電路區(qū)域。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例提供一種有效的噪聲隔離結(jié)構(gòu)，特別是當(dāng)集成電路的晶粒尺寸日漸縮小，數(shù)字電路以及模擬電路之間的隔離間距縮短，在和/或高于1GHz的操作頻率等條件需求下，噪聲的隔離變的非常困難，也因此現(xiàn)今需要一種更好的噪聲隔離技術(shù)。請(qǐng)參考圖13，其顯示噪聲耦合系數(shù)(S21)測(cè)量值80、82以及84與操作頻率的函數(shù)關(guān)系圖，其中利用噪聲源節(jié)點(diǎn)86以及噪聲檢測(cè)節(jié)點(diǎn)88作為噪聲系數(shù)的測(cè)量，兩者之間的距離D為50μm(請(qǐng)參考第12、14和15圖)。本發(fā)明較佳實(shí)施例的噪聲耦合系數(shù)測(cè)量值如線80所示。當(dāng)操作頻率為1GHz時(shí)，噪聲耦合系數(shù)S21約為-70db。圖14顯示本發(fā)明另一實(shí)施例，其噪聲耦合系數(shù)測(cè)量值如線82所示，其中P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)66移除。當(dāng)操作頻率為1GHz時(shí)，噪聲耦合系數(shù)S21約為-62db。圖15顯示沒(méi)有噪聲隔離的電路結(jié)構(gòu)，其作為對(duì)照組，而其噪聲耦合系數(shù)測(cè)量值如線84所示。當(dāng)操作頻率為1GHz時(shí)，噪聲耦合系數(shù)S21約為-33db。本發(fā)明較佳實(shí)施例的噪聲隔離結(jié)構(gòu)，在操作頻率為1GHz時(shí)，可降低37db的噪聲。因此，本發(fā)明較佳實(shí)施例的噪聲隔離結(jié)構(gòu)可大大提升位于集成電路中的數(shù)字電路及模擬電路之間的噪聲隔離能力。
雖然本發(fā)明較佳實(shí)施例提供一種在P型襯底中的噪聲隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，任何熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，當(dāng)可了解并轉(zhuǎn)用以形成N型襯底中的噪聲隔離結(jié)構(gòu)，其中個(gè)別的區(qū)域需反轉(zhuǎn)成另一導(dǎo)電類(lèi)型。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何屬于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體襯底，其具有第一導(dǎo)電類(lèi)型；一埋置層，其具有第二導(dǎo)電類(lèi)型，所述埋置層位于所述半導(dǎo)體襯底中，且位于以半導(dǎo)體材料形成的一第一元件區(qū)域下方，其中所述埋置層為高濃度摻雜；一下沉區(qū)域，其具有第二導(dǎo)電類(lèi)型，包圍所述第一元件區(qū)域以及連接所述埋置層，其中所述下沉區(qū)域?yàn)楦邼舛葥诫s；一深溝槽隔離區(qū)域，包圍所述下沉區(qū)域；一深防護(hù)環(huán)，其具有第一導(dǎo)電類(lèi)型，包圍所述下沉區(qū)域；以及一第二元件區(qū)域，其至少通過(guò)所述下沉區(qū)域、所述深溝槽隔離區(qū)域以及所述深防護(hù)環(huán)與所述第一元件區(qū)域隔開(kāi)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下沉區(qū)域與所述深防護(hù)環(huán)為交流接地。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體隔離結(jié)構(gòu)，其中還包括一寬防護(hù)環(huán)，其具有第一導(dǎo)電類(lèi)型，所述寬防護(hù)環(huán)位于所述第一元件區(qū)域以及所述第二元件區(qū)域之間。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述寬防護(hù)環(huán)的寬度大于20μm。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述深溝槽隔離區(qū)域延伸至所述埋置層底部的下方。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述深防護(hù)環(huán)延伸至所述埋置層底部的下方。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述下沉區(qū)域的不純物濃度大于1019離子/立方厘米。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一P型阱區(qū)域，位于所述第二元件區(qū)域下方。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述深溝槽隔離區(qū)域以及所述深防護(hù)環(huán)本質(zhì)上位于P型阱區(qū)域外。
10.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一P型半導(dǎo)體襯底；一N型重?fù)诫s埋置層，所述N型重?fù)诫s埋置層位于所述半導(dǎo)體襯底中，且位于以半導(dǎo)體材料形成的一第一元件區(qū)域下方，其中所述N型重?fù)诫s埋置層的不純物濃度大于1019離子/立方厘米；一N型重?fù)诫s下沉區(qū)域，包圍所述第一元件區(qū)域以及連接所述N型重?fù)诫s埋置層，其中所述N型重?fù)诫s下沉區(qū)域的不純物濃度大于1019離子/立方厘米；一深溝槽隔離區(qū)域，包圍所述第一元件區(qū)域，其中所述深溝槽隔離區(qū)域延伸至所述N型重?fù)诫s埋置層底部的下方；一P型深防護(hù)環(huán)，包圍所述N型重?fù)诫s下沉區(qū)域，其中所述深防護(hù)環(huán)延伸至所述N型重?fù)诫s埋置層底部的下方；以及一第二元件區(qū)域，其與所述第一元件區(qū)域之間至少被所述N型重?fù)诫s下沉區(qū)域、所述深溝槽隔離區(qū)域以及所述深防護(hù)環(huán)隔開(kāi)；以及一P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)，位于所述第二元件區(qū)域以及一包圍所述深溝槽隔離區(qū)域以及所述深防護(hù)環(huán)的區(qū)域之間，其中所述深防護(hù)環(huán)以及所述P型重?fù)诫s防護(hù)環(huán)為交流接地。
11.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括一第一元件區(qū)域以及一第二元件區(qū)域，位于一半導(dǎo)體襯底上，其中所述第一元件區(qū)域通過(guò)一隔離結(jié)構(gòu)與所述第二元件區(qū)域隔開(kāi)，以及其中所述隔離結(jié)構(gòu)為交流接地且包括一下沉/埋置區(qū)域，包圍所述第一元件區(qū)域的側(cè)邊及底部，其中所述下沉/埋置區(qū)域具有一大于1019離子/立方厘米的不純物濃度；一深防護(hù)環(huán)，包圍所述下沉/埋置區(qū)域；以及一深溝槽隔離區(qū)域，包圍所述下沉/埋置區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。通過(guò)噪聲隔離結(jié)構(gòu)將位于襯底上的第一元件區(qū)域及第二元件區(qū)域隔離。上述噪聲隔離結(jié)構(gòu)包括一下沉區(qū)域，包圍上述第一元件區(qū)域；以及一埋置層，其位于上述第一元件區(qū)域的下方且連接上述下沉區(qū)域；一深防護(hù)環(huán)，包圍上述下沉區(qū)域；以及一深溝槽隔離區(qū)域，包圍上述下沉區(qū)域。噪聲隔離結(jié)構(gòu)還包括一寬防護(hù)環(huán)，其位于上述第一元件區(qū)域以及上述第二元件區(qū)域之間。上述下沉區(qū)域以及上述埋置層具有高不純物濃度。可隔離分別位于上述第一元件區(qū)域以及上述第二元件區(qū)域中的集成電路的噪聲。通過(guò)本發(fā)明可大大提升位于集成電路中的數(shù)字電路及模擬電路之間的噪聲隔離能力。
文檔編號(hào)H01L21/70GK1992272SQ20061017327
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者葉德強(qiáng), 李傳英, 葉秉君 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司