專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體部件以及半導(dǎo)體部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及具有半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體部件，所述半導(dǎo) 體本體包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底、布置在所述襯底上的第二導(dǎo)電類(lèi) 型的掩埋半導(dǎo)體層、布置在所述掩埋半導(dǎo)體層上的第三導(dǎo)電類(lèi)型的 功能單元半導(dǎo)體層、和從半導(dǎo)體本體的表面到所述襯底的接觸，在 所述功能單元半導(dǎo)體層中設(shè)置至少兩個(gè)相互橫向并排布置的半導(dǎo)體 功能單元.所述掩埋半導(dǎo)體層是至少一個(gè)半導(dǎo)體功能單元的一部 分。所述半導(dǎo)體功能單元通過(guò)隔離結(jié)構(gòu)相互電絕緣，所述隔離結(jié)構(gòu) 穿過(guò)所述功能單元半導(dǎo)體層、掩埋半導(dǎo)體層以及襯底。
背景技術(shù)：
在引言中提及的類(lèi)型的半導(dǎo)體部件的橫向空間需求相對(duì)較大。這
尤其源于以下事實(shí)穿過(guò)所述功能單元半導(dǎo)體層、掩埋半導(dǎo)體層以 及襯底的隔離結(jié)構(gòu)是基于擴(kuò)散工藝形成的.例如，為了生成所述隔 離結(jié)構(gòu)，在制作所述掩埋半導(dǎo)體層之前，向襯底的上部區(qū)域中引入 摻雜劑，在制作所述掩埋半導(dǎo)體層和所述功能單元半導(dǎo)體層之后， 向所述功能單元半導(dǎo)體層的上部區(qū)域(位于引入了摻雜劑的襯底區(qū) 域之上)中引入摻雜劑。之后，通過(guò)熱處理工藝使兩個(gè)摻雜刑區(qū)域 熔融，也就是說(shuō)，擴(kuò)大摻雜劑區(qū)域的垂直范圍直到后者相互垂直重 疊為止.
在圖1A中可看到通過(guò)這種方式生成的隔離結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體本體1 具有襯底2、布置在襯底2上的掩埋半導(dǎo)體層3和布置在掩埋半導(dǎo)體 層3上的功能單元半導(dǎo)體層4.隔離結(jié)構(gòu)51 (結(jié)式隔離)穿過(guò)功能 單元半導(dǎo)體層4、掩埋半導(dǎo)體層3和襯底2，隔離結(jié)構(gòu)51用于將在 左邊與隔離結(jié)構(gòu)51并排設(shè)置的半導(dǎo)體功能單元(未示出)和在右邊 與隔離結(jié)構(gòu)51并排設(shè)置的半導(dǎo)體功能單元(未示出)隔離.功能單 元半導(dǎo)體層4的導(dǎo)電類(lèi)型和掩埋半導(dǎo)體層3的導(dǎo)電類(lèi)型為第一導(dǎo)電 類(lèi)型(例如n導(dǎo)電類(lèi)型)，而隔離結(jié)構(gòu)51所包括的半導(dǎo)體材料和襯 底2具有笫二導(dǎo)電類(lèi)型(例如p導(dǎo)電類(lèi)型)，因而，隔離結(jié)構(gòu)51同
時(shí)起著與襯底2的接觸的作用.隔離結(jié)構(gòu)51具有第一隔離結(jié)構(gòu)區(qū)域 5,和第二隔離結(jié)構(gòu)區(qū)域52，第一隔離結(jié)構(gòu)區(qū)域5i和笫二隔離結(jié)構(gòu)區(qū) 域52是通過(guò)向襯底2的上部區(qū)域內(nèi)引入摻雜劑并且向功能單元半導(dǎo) 體層4的上部區(qū)域內(nèi)引入摻雜劑，以及隨后的熱處理工藝形成的。 所述熱處理工藝存在擴(kuò)大隔離結(jié)構(gòu)區(qū)域5!和52的橫向范圍的影響， 這是不希望有的，因?yàn)椴槐匾卦龃罅税雽?dǎo)體部件的最終橫向空間 需求。
溝槽隔離52也被稱(chēng)為隔離結(jié)構(gòu)(圖1B)。在這種情況下，從半 導(dǎo)體部件1的表面41 一直延伸到村底2之內(nèi)的溝槽11以這種方式 被構(gòu)造以便其使功能單元半導(dǎo)體層4中的相鄰半導(dǎo)體功能單元(未 示出)相互電絕緣。可以用絕緣材料(未示出)填充溝槽11。也可 能在溝槽11的側(cè)壁和底部上形成絕緣層12，并且用多晶硅17填充 溝槽11，例如，如圖1B所示。
但是，如圖1B所示的利用溝槽的已知隔離不能如同參考圖1A 所描述的擴(kuò)散隔離的情況那樣提供與襯底接觸的可能性。因此，必 須例如通過(guò)額外的擴(kuò)散區(qū)(zone)或通過(guò)后側(cè)接觸生成與襯底的接 觸連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種包括隔離結(jié)構(gòu)和與襯底的接觸 的半導(dǎo)體部件。此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供了制造所述半導(dǎo)體部件
的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體部件包括半導(dǎo)體本體，其中形 成第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底、布置在所述襯底上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的掩埋 半導(dǎo)體層和布置在所述掩埋半導(dǎo)體層上的第三導(dǎo)電類(lèi)型的功能單元 半導(dǎo)體層，在所述功能單元半導(dǎo)體層中提供至少兩個(gè)相互橫向并排 布置的半導(dǎo)體功能單元。至少所述第二或第三導(dǎo)電類(lèi)型與所述第一 導(dǎo)電類(lèi)型相反.可以在所述襯底的整個(gè)表面上，或者僅在所述襯底 表面的幾個(gè)區(qū)域內(nèi)形成所述掩埋半導(dǎo)體層。所述掩埋半導(dǎo)體層是至
少一個(gè)半導(dǎo)體功能單元的一部分(例如，所述掩埋半導(dǎo)體層可以充 當(dāng)垂直晶體管的漏極區(qū)("掩埋層")).所述半導(dǎo)體功能單元通 過(guò)隔離結(jié)構(gòu)相互電絕緣，所述隔離結(jié)構(gòu)穿過(guò)功能單元半導(dǎo)體層、掩 埋半導(dǎo)體層以及襯底。所述隔離結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)溝槽，所述溝槽 用于絕緣相鄰半導(dǎo)體功能單元以及與襯底的導(dǎo)電接觸.所述至少一 個(gè)溝槽使與襯底的接觸與功能單元半導(dǎo)體層和掩埋層電絕緣，
可以采用Si作為半導(dǎo)體材料.如果存在用于絕緣和電接觸的適
當(dāng)材料組合，那么也可以將本發(fā)明的各個(gè)方面應(yīng)用于其他半導(dǎo)體材料。
此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)第一導(dǎo)電類(lèi)型的任意 半導(dǎo)體層替代所述襯底。這樣的半導(dǎo)體層可以是例如布置在上述第 一掩埋半導(dǎo)體層之下的第二掩埋半導(dǎo)體層.同樣地，可以利用所述 隔離結(jié)構(gòu)，以隔離的方式實(shí)現(xiàn)上述第一掩埋半導(dǎo)體層的接觸連接， 然后后者僅延伸直到所述第一掩埋半導(dǎo)體層，或延伸到其中。
作為溝槽的隔離結(jié)構(gòu)的構(gòu)造能夠大大降低隔離結(jié)構(gòu)的橫向空間 需求，因?yàn)楫?dāng)前可以制作具有非常小的橫向尺寸的溝槽.此外，作 為采用具有與襯底的電接觸的導(dǎo)電材料填充溝槽的結(jié)果，或者作為 在兩個(gè)溝槽之間形成笫一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)電區(qū)的結(jié)果，還可以將所 述隔離結(jié)構(gòu)用作所述襯底的電接觸連接。襯底的此類(lèi)電接觸連接在 上述類(lèi)型的半導(dǎo)體部件中是慣常采用的，而且在常規(guī)半導(dǎo)體部件中 需要很大的橫向空間，因?yàn)楦鶕?jù)以擴(kuò)散工藝為基礎(chǔ)的現(xiàn)有技術(shù)，要 么采用與擴(kuò)散隔離結(jié)構(gòu)集成的方式形成所述電接觸連接(參考圖
1A)，要么采用與半導(dǎo)體部件的隔離結(jié)構(gòu)類(lèi)似的方式形成所述電接 觸連接。根據(jù)本發(fā)明的方面，可以以節(jié)省空間的溝槽的形式將隔離 結(jié)構(gòu)和襯底接觸"結(jié)合".
此外，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的制造 半導(dǎo)體部件的第一方法，所述方法從半導(dǎo)體本體開(kāi)始實(shí)施，所述半
導(dǎo)體本體包括
-第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底，
-設(shè)置在所述村底上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的掩埋半導(dǎo)體層，以及 -設(shè)置在所述掩埋半導(dǎo)體層上的第三導(dǎo)電類(lèi)型的功能單元半導(dǎo)
體層，所述方法包括
-在所述半導(dǎo)體本體內(nèi)形成一直延伸到所述襯底內(nèi)的至少一個(gè)
溝槽，
-形成絕緣層，所述絕緣層使所述溝槽的內(nèi)部與所述功能單元半
導(dǎo)體層和所述掩埋半導(dǎo)體層絕緣，但是其至少在所述溝槽底部的區(qū)
域中具有切口 (cutout)，以及
-采用導(dǎo)電材料填充所述至少一個(gè)溝槽.
此外，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了根據(jù)本發(fā)明的笫二實(shí)施例的制造 半導(dǎo)體部件的方法，所述方法從包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底的半導(dǎo)體
本體開(kāi)始實(shí)施，所述方法包括
-在所述襯底上形成掩埋半導(dǎo)體層，所述掩埋半導(dǎo)體層具有第二 導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域和導(dǎo)電類(lèi)型為所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的至少一個(gè)區(qū)域，
-在所述掩埋半導(dǎo)體層上形成第三導(dǎo)電類(lèi)型的功能單元半導(dǎo)體
層，
-在所述半導(dǎo)體本體內(nèi)形成至少一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)，每一溝槽結(jié)構(gòu)從 所述功能單元半導(dǎo)體層的頂側(cè)開(kāi)始一直延伸到所述襯底內(nèi)，每一溝 槽結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)沿橫向相互隔開(kāi)的溝槽，所述掩埋半導(dǎo)體層的所述 第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域中的一個(gè)位于所述兩個(gè)溝槽之間，以及
-通過(guò)執(zhí)行熱處理工藝擴(kuò)大所述掩埋半導(dǎo)體層的區(qū)域的垂直和/ 或水平范圍。
根據(jù)所述第二制造方法的一個(gè)方面，每一溝槽結(jié)構(gòu)的溝槽形成了 擴(kuò)散阻擋，其在擴(kuò)散工藝中防止摻雜劑沿橫向擴(kuò)散到特定界限之 外，而代替地?fù)诫s劑在垂直擴(kuò)散方向上被"偏轉(zhuǎn)"(向上或向下).


附圖被包括用以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步的理解并且被并入和構(gòu) 成該說(shuō)明書(shū)的一部分。這些圖示出本發(fā)明的實(shí)施例并且與描述一起 用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。將容易領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的其它實(shí)施例和本發(fā)明 的多個(gè)預(yù)期的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)參考以下詳細(xì)描述它們將變得更好理解。 這些圖的元件不一定相對(duì)于彼此按比例繪制.相似的參考數(shù)字表示 相應(yīng)的相似部分。
圖1A以截面圖示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體部件的一部分。 圖1B以截面圖示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一半導(dǎo)體部件的一部分。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第一實(shí)施例的第一工 藝階段。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第一實(shí)施例的第二工 藝階段，
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第一實(shí)施例的第三工 藝階段，
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第一實(shí)施例的第四工 藝階段。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第一實(shí)施例的第五工 藝階段。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第一實(shí)施例的第六工 藝階段。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的笫一實(shí)施例的笫七工 藝階段.
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第一實(shí)施例的第八工 藝階段。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第二實(shí)施例的第六工 藝階段。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第二實(shí)施例的第七工 藝階段。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第二實(shí)施例的第八工 藝階段。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第二實(shí)施例的第九工 藝階段.
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第三實(shí)施例的第六工 藝階段。
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第三實(shí)施例的第七工 藝階段。
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的第一實(shí)施例的第一工 藝階段。
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的第一實(shí)施例的第二工 藝階段。
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的第一實(shí)施例的第三工 藝階段。
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的第一實(shí)施例的第四工 藝階段。
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的第一實(shí)施例的第五工 藝階段。
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的第一實(shí)施例的第六工 藝階段.
圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的第一實(shí)施例的第七工 藝階段.
具體實(shí)施例方式
在下面的詳細(xì)描述中，參考附圖，這些附圖構(gòu)成了說(shuō)明書(shū)的一部 分，在這些圖中借助圖示示出了可以實(shí)施本發(fā)明的特定實(shí)施例。在 這方面，方向性的術(shù)語(yǔ)，例如"頂部"、"底部"、"前"、"后"、"超 前"、"拖尾"等等，是參考所描述的圖的方向來(lái)使用的。由于本發(fā)明 的實(shí)施例的部件可4皮定位在許多不同的方向上，因此方向性的術(shù)語(yǔ) 僅用于說(shuō)明的目的，并且決不是用于限制。應(yīng)當(dāng)理解也可以利用其 它實(shí)施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下做出結(jié)構(gòu)或邏 輯改變.因此，下面的詳細(xì)描述不是在限制的意義上進(jìn)行的，并且 本發(fā)明的范圍將由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
在圖中，可以通過(guò)相同的參考數(shù)字表示相同或相互對(duì)應(yīng)的區(qū)域、 部件/部件組.此外，可以對(duì)所有的實(shí)施例進(jìn)行相反的摻雜，也就是 說(shuō)，采用p型區(qū)替代n型區(qū)，且反之亦然.作為實(shí)例，采用Si作為 所示的實(shí)施例中的半導(dǎo)體材料。但是，如果存在對(duì)應(yīng)的材料組合， 那么也可以采用其他半導(dǎo)電材料。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，隔離結(jié)構(gòu)包括溝槽，所述溝槽的側(cè)壁 至少部分地被絕緣層覆蓋，從而使溝槽的內(nèi)部與功能單元半導(dǎo)體層 和掩埋半導(dǎo)體層電絕緣。采用與所述村底形成電接觸的導(dǎo)電材料填 充所述溝槽的內(nèi)部.
在本發(fā)明的第一實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電材料是第一導(dǎo) 電類(lèi)型的半導(dǎo)體材料。
為了提高襯底接觸的質(zhì)量，與所述第一導(dǎo)電類(lèi)型的導(dǎo)電材料毗鄰 的襯底部分的摻雜強(qiáng)度，即摻雜劑的濃度，可以高于所述襯底的摻
雜強(qiáng)度。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)施例中，至少在溝槽的底部上
形成硅化物.在這種情況下，采用除Si以外的另一種材料作為半導(dǎo)
體材料，并且替代所述硅化物，形成相應(yīng)的金屬-半導(dǎo)體化合物. 替代所述硅化物，可以形成由半導(dǎo)體氮化物或半導(dǎo)體碳化物構(gòu)成的 導(dǎo)電層。處于所述溝槽內(nèi)部的導(dǎo)電材料可以是任意導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo) 體材料.
可以采用TiSi、 WSi、 CoSi、 TaSi、 HfSi、 HfSi0x以及其他半導(dǎo) 體材料與過(guò)渡金屬的化合物作為所述硅化物，在示范性實(shí)施例中， 可以采用導(dǎo)電氮化物和碳化物，例如，TiN、 WN、 TaN、 TaSiN、 TiSiN、 WC和TiC等，
在本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電材料為金
從這種意義上來(lái)講，可以采用W、 Al、 Cu、 Ti、 Co或石墨等以及 如上所述的導(dǎo)電硅化物、氮化物和碳化物作為所述金屬.此外，還 可以將不同材料構(gòu)成的層組合起來(lái)以實(shí)現(xiàn)與襯底的電接觸，
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，所述隔離結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)溝槽，還包括 處于所述溝槽之間的第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)電區(qū).
在本發(fā)明的第二實(shí)施例的 一個(gè)實(shí)施例中，位于所述溝槽之間的第 一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)電區(qū)包括掩埋半導(dǎo)體層的第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域和 位于所述掩埋半導(dǎo)體層的所述區(qū)域之上的第一導(dǎo)電類(lèi)型的摻雜區(qū) 域。所述兩個(gè)區(qū)域至少部分地相互毗鄰，使得從所述半導(dǎo)體部件的 表面直到所述襯底存在沿垂直方向的第一導(dǎo)電類(lèi)型的連續(xù)半導(dǎo)電 區(qū)。
可以采用絕緣材料填充第二實(shí)施例的溝槽。
將參考圖2到圖9更為詳細(xì)的解釋根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的 第一實(shí)施例。
圖2示出了半導(dǎo)體本體1，其具有襯底2、布置在襯底2上的掩 埋半導(dǎo)體層3和布置在掩埋半導(dǎo)體層3上的功能單元半導(dǎo)體層4。所 述功能單元半導(dǎo)體層4可以是例如外延層，即單晶層。所述功能單 元半導(dǎo)體層4含有半導(dǎo)體功能單元(未示出)，例如，卑輯電路、 存儲(chǔ)單元或諸如晶體管、二極管或電容器等的部件.在這種情況下，
必須使相鄰功能單元相互電隔離.在該實(shí)施例中，襯底2為輕摻雜 的p-Si，而掩埋層3為高度摻雜的n-Si層，且功能單元半導(dǎo)體層4 為輕摻雜的n-Si外延層.也可以對(duì)襯底和半導(dǎo)電層的摻雜進(jìn)行不同 的配置，但是襯底的導(dǎo)電類(lèi)型與掩埋層3和/或功能單元半導(dǎo)體層4 的導(dǎo)電類(lèi)型相反。在功能單元半導(dǎo)體層4上布置包括氮化硅層7、氧 化物層8和多晶硅層9的硬掩模6。硬掩模6還可以包括其他材料和 層序列，并且適合于后續(xù)工藝步驟的要求。
在笫二工藝階段(圖3)，例如，采用光掩模在硬掩模6中形成 硬掩模開(kāi)口 10。
在第三工藝階段(圖4)，采用根據(jù)圖3構(gòu)圖的硬掩模6在半導(dǎo) 體本體l內(nèi)形成溝槽ll,所述溝槽一直延伸到襯底2之內(nèi).在這種 情況下，溝槽11隔斷了掩埋半導(dǎo)體層3。如果利用掩模(這里未示 出)僅在半導(dǎo)體本體1的一些區(qū)域內(nèi)形成了掩埋半導(dǎo)體層3，那么也 可以使掩埋半導(dǎo)體層3只處于半導(dǎo)體本體1的某一區(qū)域內(nèi)，即位于 溝槽11的一側(cè)上。在溝槽11的制造過(guò)程中，部分地去除硬掩模6 (完全去除多晶硅層9，部分地去除氧化物層8).接下來(lái)，如圖4 所示，完全去除氧化物層8。但是，也可以不去除殘留的氧化物層8 直到進(jìn)入后面的工藝階段為止。
溝槽11可以具有任何期望的形狀和橫向尺寸。但是，必須將所
述形狀和橫向尺寸具體實(shí)施為使得它們確保相鄰半導(dǎo)體功能單元的 電隔離。作為實(shí)例，溝槽11可以具有矩形截面，如圖4所示.在平 面圖中，溝槽11可以例如形成圍繞功能單元的框架，所述框架的每 一段均具有長(zhǎng)度和開(kāi)口寬度。在這種情況下，段的長(zhǎng)度由將要被隔 離的功能單元的長(zhǎng)度或?qū)挾犬a(chǎn)生，而所述開(kāi)口寬度由將要確保的隔 離參數(shù)確定。
在第四工藝階段(圖5)，以共形的方式淀積絕緣層12，其覆蓋 氮化硅層7的表面以及所述溝槽11的內(nèi)壁。所述絕緣層12包括諸 如TE0S、熱氧化物、SiNx、 Si0xNy、 A10x、 Zr0x、 TiOx等的電絕緣 材料或者電絕緣材料的組合或?qū)佣询B.
在第五工藝階段(圖6)，例如，通過(guò)各向同性蝕刻去除絕緣層 12，以這種方式使得只有溝槽11的側(cè)壁被絕緣層12覆蓋.
必須以這種方式配置絕緣層12使得確保功能單元半導(dǎo)體層4和
掩埋層3與稍后在溝槽11的內(nèi)部引入的導(dǎo)電材料電絕緣，作為實(shí) 例，絕緣層12覆蓋溝槽11的側(cè)壁直到溝槽11的底部.但是，絕緣 層12也可以從形成半導(dǎo)體本體1的表面的功能單元半導(dǎo)體層4的表 面41延伸到至少在掩埋層3的下邊緣31之下.在這種情況下，下 邊緣31形成掩埋層3和襯底2之間的界面。換言之，絕緣層12可 以不延伸直到溝槽11的底部。但是，必須始終確保與襯底毗鄰的溝 槽11的區(qū)域不被絕緣層12覆蓋.如在這里所描述的實(shí)施例中，其 可以是溝槽底部的區(qū)域，而且還可以是溝槽11的側(cè)壁的區(qū)域.
也可以采用其他沒(méi)有必要從溝槽底部去除絕緣層12的方法來(lái)形 成所述形狀的絕緣層12.
在一種情形中，溝槽ll的橫向開(kāi)口寬度為0. 5到3jim。在一種 情形中，溝槽11的開(kāi)口寬度可以處于1.5到2.5pm的范圍內(nèi)，尤其 是在2nm左右。在一種情形中，溝槽11的深度為5到50,.在其他 情形中，溝槽11的深度可以處于10到25nm的范圍內(nèi)，尤其是在20, 左右。在一種情形中，絕緣層l2的厚度為100到700nm，尤其是在 100到500nm左右。
但是，可以將所有提及的尺寸和材料調(diào)整到隔離結(jié)構(gòu)的期望特 性，所述特性是指電絕緣和電接觸特性.
在采用半導(dǎo)體材料填充所述溝槽之前，可以向所述至少一個(gè)溝槽 內(nèi)引入第二導(dǎo)電類(lèi)型的摻雜劑，從而相對(duì)于所述襯底的摻雜強(qiáng)度提 高與所述至少一個(gè)溝槽的溝槽底部毗鄰的襯底區(qū)域的摻雜強(qiáng)度。
在第六工藝階段(圖7)中，例如通過(guò)離子注入向溝槽11的底 部引入襯底2的導(dǎo)電類(lèi)型的摻雜劑，從而在襯底2內(nèi)出現(xiàn)摻雜濃度 高于襯底2的摻雜濃度的區(qū)域13。因而能夠改善以后引入到溝槽11 中的導(dǎo)電材料與襯底2的電連接。所述的額外的摻雜步驟為可選步 驟；也可以免除(省略)該步驟，
但是，可以在較早的工藝階段形成區(qū)域13，例如作為掩埋層。 因而，區(qū)域13的橫向尺寸不受溝槽11的尺寸的限制.換言之，區(qū) 域13可以在溝槽11上橫向延伸，
此外，可以根本不形成區(qū)域13。
在第七工藝階段(圖8),采用襯底2的導(dǎo)電類(lèi)型的多晶硅層l4 填充和分別覆蓋溝槽11和氮化硅層7的表面.
在第八工藝步驟(圖9)中，對(duì)多晶硅層14進(jìn)行回蝕(etch back),從而使多晶硅14僅保留在溝槽11內(nèi).因而其側(cè)壁被覆蓋 了絕緣層12且其內(nèi)部被填充了多晶硅14的溝槽11和區(qū)域13形成 了根據(jù)本發(fā)明的隔離結(jié)構(gòu)5的第一實(shí)施例.
在對(duì)半導(dǎo)體部件的進(jìn)一步處理期間，可以使氮化硅層7保留在功
能單元半導(dǎo)體層4的表面41上，或者可以將其從該處去除.
如圖9所示，這產(chǎn)生了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的第一實(shí)施例。 所述半導(dǎo)體部件包括半導(dǎo)體本體1和隔離結(jié)構(gòu)5.半導(dǎo)體本體1包括 第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底2、第二導(dǎo)電類(lèi)型的掩埋半導(dǎo)體層3和第三導(dǎo)電 類(lèi)型的功能單元半導(dǎo)體層4，至少第二和第三導(dǎo)電類(lèi)型與第一導(dǎo)電類(lèi) 型相反。功能單元半導(dǎo)體層4具有不與掩埋半導(dǎo)體層3毗鄰的表面 41。表面41形成了半導(dǎo)體本體1和根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo) 體部件的表面.隔離結(jié)構(gòu)5形成于溝槽11中，溝槽11從表面41一 直延伸到襯底2之內(nèi)，并在該工藝中切斷了功能單元半導(dǎo)體層4和 掩埋層3。因而，溝槽11的下邊緣具有從表面41測(cè)量的比掩埋層3 的下邊緣31更大的深度。采用延伸直到溝槽11的底部的絕緣層12 覆蓋溝槽11的側(cè)壁.在這種情況下，溝槽底部的區(qū)域不被層12覆 蓋。在溝槽底部的所述區(qū)域上，第一導(dǎo)電類(lèi)型的高度摻雜的區(qū)域13 突出到了襯底2內(nèi).所述區(qū)域13改善了與襯底2的接觸.區(qū)域13 是可選的，也就是說(shuō)也可以沒(méi)有區(qū)域13.笫一導(dǎo)電類(lèi)型的多晶硅層 14位于區(qū)域13之上，也就是說(shuō)，位于溝槽ll的內(nèi)部.層14完全填 充溝槽11內(nèi)位于絕緣層12之間的空間，并延伸直到表面41。層14 實(shí)現(xiàn)了與襯底2的電接觸。絕緣層12實(shí)現(xiàn)了功能單元半導(dǎo)體層4的 相鄰區(qū)域4,和^的相互電隔離，以及層14與功能單元半導(dǎo)體層4和 掩埋層3的電隔離。
在第一方法的另一實(shí)施例中，在采用導(dǎo)電材料填充溝槽內(nèi)部之 前，至少在溝槽的底部上形成如上所述的硅化物或?qū)щ姷锘蛱?化物等。之后，采用任意導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體材料作為導(dǎo)電材料填充 所述溝槽.
可以通過(guò)至少在溝槽的底部上淀積金屬來(lái)形成所述硅化物.在這 種情況下，硅化物出現(xiàn)在所述金屬與半導(dǎo)電材料(例如硅)直接接 觸的區(qū)域內(nèi)。可以采用Ti、 W、 Co、 Ta、 Hf和其他過(guò)渡金屬作為形成所述硅化 物的金屬.
在下述說(shuō)明中，將參考圖10到13解釋根據(jù)本發(fā)明的第一制造方 法的第二實(shí)施例。
在半導(dǎo)體本體1內(nèi)形成溝槽11以及在溝槽11的側(cè)壁上形成絕緣 層12之后，如參考圖2到6所描述的，在氮化硅層7和溝槽11的 表面上以共形的方式淀積金屬層15 (圖10)。因而，層15位于溝 槽11側(cè)壁上的絕緣層12上以及溝槽11的底部上。
在后面的硅化步驟中，在層15與硅形成接觸的位置生成硅化 物。如圖11所示，這在溝槽11的底部生成硅化物16,之后，去除 金屬層15，從而得到了圖11所示的結(jié)構(gòu)，
也可以以不同的方式，例如，通過(guò)CVD淀積生成溝槽11的底部 上的硅化物16，在這種情況下，可能需要另外的工藝步稞，例如， 去除不需要的層區(qū)域，也可以形成示例性的其他導(dǎo)電層16，例如氮 化物或碳化物，來(lái)替代硅化物16。
在第一制造方法的第二實(shí)施例的第八工藝階段，以這種方式淀積 多晶硅層17使得其完全填充剩余的溝槽11并覆蓋氮化硅層7的表 面(圖12).在這種情況下，多晶硅層17可以是任意導(dǎo)電類(lèi)型的。
在第九工藝階段，從氮化硅層7的表面去除多晶硅層17(圖13)。 因而其側(cè)壁被覆蓋了絕緣層12且其內(nèi)部被填充了多晶硅17的溝槽 11形成了根據(jù)本發(fā)明的隔離結(jié)構(gòu)5的第二實(shí)施例。
圖13所示的根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的第二實(shí)施例類(lèi)似于圖9 所示的第一實(shí)施例。但是，沒(méi)有位于襯底2內(nèi)的高度摻雜的區(qū)域13, 而是在溝槽11的底部上形成硅化物16。所述硅化物16也可以突出 到襯底2內(nèi).采用任意導(dǎo)電類(lèi)型的多晶硅層17完全填充溝槽11內(nèi) 位于絕緣層12之間的空間.
第二實(shí)施例提供了任意可選導(dǎo)電類(lèi)型的多晶硅層17。因而可以 免除一些工藝步驟，例如，作為實(shí)例，在建立與半導(dǎo)體本體的不同 區(qū)域內(nèi)的具有相反導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)電層的接觸時(shí)，淀積具有相反導(dǎo) 電類(lèi)型的另一多晶硅層。
在第一方法的一個(gè)實(shí)施例中，采用金屬層填充所述溝槽.
從這種意義上來(lái)講，可以采用W、 Al、 Cu、 Ti、 Co、石墨等以及
如上所述的導(dǎo)電金屬-半導(dǎo)體化合物、氮化物或碳化物作為所述金 屬。
在下述說(shuō)明中，將參考圖14和15解釋根據(jù)本發(fā)明的第一制造方 法的第三實(shí)施例，
在半導(dǎo)體本體1內(nèi)形成溝槽11以及在溝槽11的側(cè)壁上形成絕緣 層12之后，如參考圖2到6所描述的，在氮化硅層7上和溝槽11 內(nèi)淀積層18 (圖14)。于是層18完全填充了溝槽11,層18是金屬 層。層18的可能的材料可以是石墨、導(dǎo)電氮化物或碳化物、或者諸 如W、 Cu、 Al、 Ti、 Co等的金屬。根據(jù)所選擇的材料，可能需要在 淀積層18之前在未被覆蓋的半導(dǎo)體區(qū)域上淀積導(dǎo)電阻擋層(未示 出).此外，層18可以包括所提及的材料的化合物或者層堆疊.
在根據(jù)本發(fā)明的第一制造方法的第三實(shí)施例的第七工藝階段，從 氮化硅層7的表面去除層18 (圖15).因而其側(cè)壁被度蓋了絕緣層 12且其內(nèi)部被填充了層18的溝槽11形成了根據(jù)本發(fā)明的隔離結(jié)構(gòu)5 的第三實(shí)施例。
如圖15所示的根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體部件的第三實(shí)施例類(lèi)似于圖 9所示的第一實(shí)施例。但是，沒(méi)有位于村底2中的高度摻雜的區(qū)域 13。采用金屬層18完全填充溝槽11內(nèi)位于絕緣層12之間的空間。
第三實(shí)施例提供了對(duì)層18的材料的、獨(dú)立于襯底的導(dǎo)電類(lèi)型的 自由選擇。因而可以通過(guò)僅淀積一次導(dǎo)電材料來(lái)形成與半導(dǎo)體本體 的不同區(qū)域內(nèi)具有相反導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)電層的接觸。
在根據(jù)本發(fā)明的第二制造方法的一個(gè)實(shí)施例中，作為形成溝槽的 結(jié)果，利用掩埋半導(dǎo)體層的區(qū)域的橫向位置和溝槽的橫向位置的相 互重疊減小了掩模半導(dǎo)體層的第一摻雜類(lèi)型的區(qū)域的橫向范圍.換 言之作為形成溝槽的結(jié)果，"鉗制(clip) " 了這些區(qū)域的邊緣 區(qū)；這還將更進(jìn)一步限制擴(kuò)散工藝過(guò)程中的橫向自由度。
為了在半導(dǎo)體部件的表面與襯底之間沿垂直方向形成第一導(dǎo)電 類(lèi)型的連續(xù)區(qū)，可以通過(guò)向溝槽之間的區(qū)域內(nèi)引入摻雜劑，在掩埋 層的第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域之上形成第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域。在一些實(shí) 施例中，如果功能半導(dǎo)體層的垂直范圍如此大以致于不能僅通過(guò)使 摻雜劑從掩埋層的第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域向外擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溝槽之間 直到半導(dǎo)體部件的表面的區(qū)的充分高的摻雜，那么這是有利的.如
果第三導(dǎo)電類(lèi)型(即功能單元半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型)與第一導(dǎo)電類(lèi) 型相反，那么可能需要從半導(dǎo)體部件的表面額外引入第一導(dǎo)電類(lèi)型 的摻雜劑，例如，借助通過(guò)掩模的注入. 可以用絕緣材料填充所述溝槽。
在下述說(shuō)明中，將參考圖16到22解釋根據(jù)本發(fā)明的第二制造方 法的笫一實(shí)施例.
在第一工藝階段(圖16)，提供半導(dǎo)體本體1，其包括襯底2、 掩埋半導(dǎo)體層3和功能單元半導(dǎo)體層4.在該實(shí)施例中，襯底2是輕 摻雜的p-Si，而功能單元半導(dǎo)體層4為輕摻雜的n-Si外延層，掩埋 半導(dǎo)體層3包括第二導(dǎo)電類(lèi)型(這里n導(dǎo)電類(lèi)型)的區(qū)域3,以及第 一導(dǎo)電類(lèi)型(襯底的導(dǎo)電類(lèi)型，這里p導(dǎo)電類(lèi)型)的區(qū)域也可 以對(duì)襯底和半導(dǎo)電層的摻雜進(jìn)行不同的配置，但是襯底的導(dǎo)電類(lèi)型 與掩埋層區(qū)域3,和功能單元半導(dǎo)體層4的導(dǎo)電類(lèi)型相反.為了形成 掩埋半導(dǎo)體層3，作為實(shí)例，可以在第一步驟中，在襯底2上淀積連 續(xù)的n摻雜的半導(dǎo)體層，并且在第二步驟中，利用適當(dāng)?shù)难诒稳コ?所述n摻雜的半導(dǎo)體層的一部分，隨后采用p摻雜的半導(dǎo)體材料填 充去除的區(qū)域。之后，在通過(guò)這種方式形成的半導(dǎo)體層3上形成功 能單元半導(dǎo)體層4，從而半導(dǎo)體層3變?yōu)檠诼癜雽?dǎo)體層3,在半導(dǎo)體 本體1上布置包括氮化硅層7、氧化物層8和多晶硅層9的硬掩模6。
在第二工藝階段(圖17)中，向硬掩模6內(nèi)引入硬掩模開(kāi)口 10， 所述開(kāi)口的橫向位置與所述p摻雜區(qū)域32的橫向位置重疊.換言之 區(qū)域32相對(duì)于左手區(qū)域3i的左手界面的橫向位置必須位于左手硬掩 模開(kāi)口 IO之下，而區(qū)域32相對(duì)于右手區(qū)域3!的右手界面的橫向位置 必須位于右手硬掩模開(kāi)口 IO之下。
在第三工藝階段(圖18)中，采用硬掩模6作為蝕刻掩模在半 導(dǎo)體本體1內(nèi)形成溝槽11，所述溝槽一直延伸到村底2內(nèi)。因而溝 槽11將掩埋半導(dǎo)體層3的區(qū)域3!與區(qū)域32分開(kāi)。
在第四工藝階段(圖19)，在氮化硅層7的表面上以及溝槽11 之內(nèi)淀積諸如TE0S的絕緣材料19，從而溝槽11被絕緣材料19完全 填充。
在第五工藝階段(圖20)中，對(duì)絕緣材料19進(jìn)行回蝕，以這種 方式使得絕緣材料19僅保留在溝槽11內(nèi)。
在第六工藝階段(圖21)中，去除氮化硅層7，并執(zhí)行熱處理工 藝。氮化硅層7也可以保留在表面41上。所述熱處理工藝導(dǎo)致掩埋 半導(dǎo)體層3的區(qū)域3!以及區(qū)域32的垂直范圍的擴(kuò)大.由于區(qū)域32被 溝槽11內(nèi)的絕緣材料19橫向包圍的亊實(shí)，可以有針對(duì)性地提高這 一區(qū)域的垂直范圍的作用，這一作用越大，兩個(gè)溝槽ll相互之間靠 得越近，也就是說(shuō)，兩個(gè)溝槽11之間的間隙越窄。溝槽11相應(yīng)地 起著橫向擴(kuò)散阻擋的作用，其具有的作用是與沒(méi)有橫向擴(kuò)散阻擋的
區(qū)域3!相比，區(qū)域32的垂直范圍原來(lái)更高。
在第七工藝階段(圖22)中，向溝槽ll之間的、在擴(kuò)散工藝過(guò) 程中沒(méi)有摻雜劑能夠從區(qū)域32滲透到其內(nèi)的上部區(qū)域中引入第二導(dǎo) 電類(lèi)型(p導(dǎo)電類(lèi)型)的摻雜劑，從而生成p摻雜區(qū)域20。區(qū)域20 連同區(qū)域32—起從功能單元半導(dǎo)體層4的表面41開(kāi)始形成第一導(dǎo)電 類(lèi)型的連續(xù)區(qū)域21，由此實(shí)現(xiàn)與襯底2的電接觸.可以將用絕緣材 料19填充的溝槽11以及區(qū)域20和32的總體視作隔離結(jié)構(gòu)5的第四 實(shí)施例。 一方面，隔離結(jié)構(gòu)5起著使已經(jīng)形成或形成于區(qū)域4!和42 中的不同半導(dǎo)體功能單元(未示出)絕緣的作用；同時(shí)，可以采用 位于溝槽11之間的第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域21來(lái)形成與襯底2的接觸. 通過(guò)這種方式可以極大降低半導(dǎo)體部件的橫向空間需求.
溝槽11的典型的橫向開(kāi)口寬度與相對(duì)于第一制造方法提及的類(lèi) 似。隔離結(jié)構(gòu)5的溝槽11之間的典型橫向距離，即區(qū)21的橫向?qū)?度為1到5 00,。
對(duì)于區(qū)域32在參考圖21描述的熱處理工藝過(guò)程中到達(dá)功能單元 半導(dǎo)體層4的表面42，并且所得到的第一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)21的摻雜強(qiáng) 度滿足與襯底2的低阻抗接觸的需要的情況而言，可以免除高度摻 雜的區(qū)域20的形成。
在下述說(shuō)明中將解釋本發(fā)明的另外的方面.
在通常目前可得到的并且將CMOS、雙極和DM0S器件的功能性組 合在一個(gè)芯片上的SPT產(chǎn)品(智能電源技術(shù))中，通過(guò)擴(kuò)散隔離實(shí) 現(xiàn)Si芯片上的各種電路元件的隔離。這涉及例如通過(guò)掩蔽的注入和 后續(xù)的熱處理在n型襯底或n型外延層上形成p摻雜區(qū)。采用類(lèi)似 的過(guò)程形成與所述掩埋層的電接觸.這涉及通過(guò)采用高度摻雜的磷 玻璃的掩蔽的涂敷在晶片表面上形成高度摻雜的n+型區(qū).接下來(lái)，
通過(guò)熱處理將摻雜劑"驅(qū)動(dòng)"到襯底內(nèi)或外延層內(nèi)。
除了與掩埋層的接觸之外，還需要與襯底的接觸.這種襯底接觸 同時(shí)還代表阱的結(jié)式隔離，目前其通過(guò)借助擴(kuò)散相互融合的下部P
型區(qū)(底部隔離)(通過(guò)在形成n型外延層之前向襯底內(nèi)實(shí)施注入 形成)和上部p型區(qū)(頂部隔離)來(lái)實(shí)現(xiàn).當(dāng)然，用于形成隔離區(qū) 和接觸的摻雜劑的這些擴(kuò)散(期望通過(guò)熱處理實(shí)現(xiàn))還將導(dǎo)致徑向 對(duì)稱(chēng)延伸的擴(kuò)散區(qū)。后者又決定著硅芯片上的擴(kuò)散隔離和擴(kuò)散接觸 的大空間需求。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在無(wú)需采用擴(kuò)散接觸或襯底接觸連接的情 況下實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的襯底接觸連接的集成構(gòu)思，其中抑制了橫向 外擴(kuò)散。此外，本發(fā)明還能夠通過(guò)深溝槽同時(shí)實(shí)現(xiàn)隔離和襯底接觸。
前面已經(jīng)說(shuō)明了借助DTI (深溝槽隔離)的襯底接觸的兩種可能 的變型。在第一種變型中，除了外延阱的隔離之外，還在深溝槽中 形成襯底接觸.出于這一目的，利用隔離溝槽底部處的間隔體蝕刻 來(lái)開(kāi)口通過(guò)TEOS淀積獲得的溝槽內(nèi)的隔離.接下來(lái)，通過(guò)淀積諸如 P多晶硅的導(dǎo)電材料來(lái)填充被開(kāi)口的深溝槽.為了改善與襯底的連 接，也可以在淀積多晶硅之前在溝槽底部中注入高p型劑量，但是 這需要額外的光刻平面，相應(yīng)地，作為實(shí)例，在采用TE0S氧化物部 分地填充所述深溝槽之后(對(duì)于大約2pm寬的溝槽，例如填充100-500nm)，通過(guò)干法化學(xué)TEOS氧化物蝕刻(間隔體蝕刻)在底部開(kāi) 口溝槽。之后，利用另一光刻，提高溝槽底部中的摻雜，并實(shí)現(xiàn)采 用P摻雜多晶硅的填充，或者作為替換，直接實(shí)現(xiàn)采用P摻雜多晶 硅的填充.
在第二種變型中，采用深溝槽來(lái)劃定形成襯底接觸的摻雜輪廓的 橫向外擴(kuò)散的界限，以節(jié)約面積。此外，這可以與"雙阱工藝"(在 n型掩埋層之前對(duì)底部隔離進(jìn)行面注入)相結(jié)合，以節(jié)約光刻平面，
要，因而可以實(shí)現(xiàn)與已存在的較'^的p型阱的i部連接，并由此^ 外可以節(jié)約另一光刻平面。在第二種變型中，利用布局中相鄰深溝 槽的外壁來(lái)限定其中劃定兩個(gè)P型注入的外擴(kuò)散的界限的區(qū)域.在 該區(qū)域內(nèi)將對(duì)所述掩埋層進(jìn)行開(kāi)口 。
相應(yīng)地，在第二種變型中，借助"雙阱"原理中斷所需襯底接觸 的區(qū)域內(nèi)的n型掩埋層，并在晶片上注入面p型摻雜。在這種情況 下，較厚的熱氧化物掩蔽所述n摻雜掩埋層，并在襯底接觸開(kāi)口內(nèi) 實(shí)現(xiàn)所述注入.結(jié)果，與所述n型掩埋層并排地產(chǎn)生p型掩埋層。 接下來(lái)，采用深溝槽包圍這一區(qū)域.于是，在所述p型掩埋層的后 續(xù)擴(kuò)散過(guò)程中，所述深溝槽構(gòu)成摻雜劑的橫向阻擋.結(jié)果，摻雜劑 只能沿表面和襯底的方向向外擴(kuò)散，這一效果是合乎需要的，以便 接下來(lái)利用從上面注入的p型阱實(shí)現(xiàn)向下與襯底的連接。
兩種變型均促進(jìn)了光刻平面的節(jié)約(除了巨大的面積收益之 外)，因?yàn)閿U(kuò)散隔離區(qū)通常是利用兩個(gè)隔離面(淀積外延層之前的 底部隔離和淀積外延層之后的頂部隔離)形成的.
盡管在這里已經(jīng)示出并描述了具體的實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員 將意識(shí)到多種改變和/或等價(jià)實(shí)施方式可以替代示出和描述的具體 實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的范圍，本申請(qǐng)旨在覆蓋在這里討論的具體 實(shí)施例的任何改編或變型。因此，本發(fā)明旨在僅由權(quán)利要求及其等 價(jià)物來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種具有半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體部件，包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底；布置在所述襯底上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的掩埋半導(dǎo)體層；以及布置在所述掩埋半導(dǎo)體層上的第三導(dǎo)電類(lèi)型的功能單元半導(dǎo)體層，其中提供至少兩個(gè)相互橫向并排布置的半導(dǎo)體功能單元；其中所述掩埋半導(dǎo)體層是至少一個(gè)半導(dǎo)體功能單元的一部分，并且所述半導(dǎo)體功能單元借助穿過(guò)所述功能單元半導(dǎo)體層、所述掩埋半導(dǎo)體層和所述襯底的隔離結(jié)構(gòu)相互電絕緣；并且其中所述隔離結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)溝槽和與襯底的導(dǎo)電接觸，所述與襯底的導(dǎo)電接觸借助所述至少一個(gè)溝槽與所述功能單元半導(dǎo)體層和所述掩埋層電絕緣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件，其中所述隔離結(jié)構(gòu)包括 溝槽，所述溝槽的側(cè)壁被絕緣層至少部分地覆蓋且所述溝槽的內(nèi)部 被與所述襯底形成電接觸的導(dǎo)電材料填充.
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體部件，其中所述導(dǎo)電材料是第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體部件，其中所述襯底毗鄰所述 導(dǎo)電半導(dǎo)體材料的所述部分具有高于所述襯底的摻雜強(qiáng)度的摻雜強(qiáng) 度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體部件，其中至少在所述溝槽的 底部上形成硅化物，并且其中所述導(dǎo)電材料是任意導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo) 體材料，
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體部件，其中所述金屬-硅化物 是包括下述的組中的一個(gè)TiSi、 WSi、 CoSi、 TaSi、 HfSi、 HfSi0x、 其他過(guò)渡金屬-半導(dǎo)體化合物、以及導(dǎo)電氮化物和碳化物.
7，根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體部件，其中所述導(dǎo)電材料包括 金屬。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體部件，其中所述導(dǎo)電材料是包 括下述的組中的一個(gè)Ti、 W、 Co、 Al、 Cu、過(guò)渡金屬及其半導(dǎo)體化 合物、硅化物、石墨、以及導(dǎo)電氮化物和碳化物。
9, 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件，其中所述隔離結(jié)構(gòu)包括 兩個(gè)溝槽和位于所述溝槽之間的第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)電區(qū).
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體部件，其中所述半導(dǎo)電區(qū)包括 第一導(dǎo)電類(lèi)型的掩埋層和第一導(dǎo)電類(lèi)型的摻雜區(qū)域.
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體部件，其中采用絕緣材料填充所述溝槽。
12. —種形成具有半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體部件的方法，包括 提供第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底；在所述襯底上提供第二導(dǎo)電類(lèi)型的掩埋半導(dǎo)體層； 在所述掩埋半導(dǎo)體層上提供第三導(dǎo)電類(lèi)型的功能單元半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體本體內(nèi)形成一直延伸到所述襯底內(nèi)的至少一個(gè)溝槽；形成絕緣層，所述絕緣層使所述溝槽內(nèi)部與所述功能單元半導(dǎo)體 層和所述掩埋半導(dǎo)體層電絕緣，但是至少在所述溝槽底部的區(qū)域中 具有切口；以及采用導(dǎo)電材料填充所述至少一個(gè)溝槽。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括采用第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體材料填充所述溝槽。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括在采用半導(dǎo)體材料 填充所述至少一個(gè)溝槽之前，向所述至少一個(gè)溝槽內(nèi)引入第一導(dǎo)電 類(lèi)型的摻雜劑，使得相對(duì)于所述襯底的摻雜濃度提高與所述至少一 個(gè)溝槽的溝槽底部毗鄰的所述襯底的所述區(qū)域的摻雜濃度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所迷的方法，還包括在采用導(dǎo)電材料填充所述溝槽之前，至少在所述溝槽的底部上形成硅化物，并采用任 意導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體材料填充所述溝槽。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括通過(guò)至少在所述溝 槽的底部上淀積金屬來(lái)形成所述硅化物。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述金屬選自包括下述 的組Ti、 W、 Co、 Ta、 Hf和其他過(guò)渡金屬.
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述導(dǎo)電材料為金屬.
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述金屬選自包括下述 的組Ti、 W、 Co、 Al、 Cu、過(guò)渡金屬及其半導(dǎo)體化合物、硅化物、 石墨、以及導(dǎo)電氮化物和碳化物.
20. —種形成具有半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體部件的方法，包括 形成第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底；在所述襯底上形成掩埋半導(dǎo)體層，所述掩埋半導(dǎo)體層包括導(dǎo)電類(lèi) 型為第一導(dǎo)電類(lèi)型的至少一個(gè)區(qū)域和導(dǎo)電類(lèi)型為第二導(dǎo)電類(lèi)型的至 少一個(gè)其他區(qū)域；在所述掩埋半導(dǎo)體層上形成第三導(dǎo)電類(lèi)型的功能單元半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體本體內(nèi)形成至少一個(gè)溝槽結(jié)構(gòu)，每一溝槽結(jié)構(gòu)從所 述功能單元半導(dǎo)體層的頂側(cè)開(kāi)始一直延伸到所述襯底內(nèi)，每一溝槽 結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)彼此橫向隔開(kāi)的溝槽，并且所述掩埋半導(dǎo)體層的笫一導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域中的一個(gè)位于所述兩個(gè)溝槽之間；以及通過(guò)執(zhí)行熱處理工藝擴(kuò)大所迷掩埋半導(dǎo)體層的笫一摻雜類(lèi)型的 區(qū)域的垂直和/或水平范圍。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括作為形成所述溝槽 的結(jié)果，借助所述掩埋半導(dǎo)體層的第一摻雜類(lèi)型的區(qū)域的橫向位置 與所述溝槽的橫向位置的相互重疊來(lái)降低所述掩埋半導(dǎo)體層的第一 摻雜類(lèi)型的區(qū)域的橫向范圍。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括通過(guò)引入摻雜刑將位 于所述掩埋半導(dǎo)體層的第一摻雜類(lèi)型的區(qū)域之上的區(qū)域轉(zhuǎn)化為第一 導(dǎo)電類(lèi)型的區(qū)域。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括采用絕緣材料填充所 述溝槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體部件以及半導(dǎo)體部件的制造方法。半導(dǎo)體部件包括半導(dǎo)體本體，其中形成第一導(dǎo)電類(lèi)型的襯底、布置在所述襯底上的第二導(dǎo)電類(lèi)型的掩埋半導(dǎo)體層和布置在所述掩埋半導(dǎo)體層上的第三導(dǎo)電類(lèi)型的功能單元半導(dǎo)體層，在所述功能單元半導(dǎo)體層中提供至少兩個(gè)相互橫向并排布置的半導(dǎo)體功能單元。所述掩埋半導(dǎo)體層是至少一個(gè)半導(dǎo)體功能單元的一部分，所述半導(dǎo)體功能單元借助穿過(guò)所述功能單元半導(dǎo)體層、所述掩埋半導(dǎo)體層和所述襯底的隔離結(jié)構(gòu)相互電絕緣。所述隔離結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)溝槽和與襯底的導(dǎo)電接觸，所述與襯底的接觸借助所述至少一個(gè)溝槽與所述功能單元半導(dǎo)體層和所述掩埋層電絕緣。
文檔編號(hào)H01L21/822GK101097919SQ20071012711
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者A·梅瑟, D·博納特, H·格魯伯, T·格羅斯, W·哈特納 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份公司