相邻阱间隔离结构的制作方法及半导体器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种相邻阱间隔离结构的制作方法及半导体器件。
【背景技术】
[0002]在半导体器件的制作过程中，通常需要对衬底进行离子注入以在衬底中形成多个阱(well)，然后在阱中形成所需器件(例如晶体管)。特别是含有高压器件(HV device)的半导体器件，常常需要在衬底中形成多个深阱，再在深阱形成器件。
[0003]在上述制作过程中，需要在相邻阱之间形成隔离结构以实现相邻阱之间的隔离。目前，通常需要在相邻阱之间设置数微米的隔离距离，以实现相邻阱之间的隔离。这将导致器件的集成度发生降低，并增加了器件的制作成本。随着阱的工作电压的逐渐增加，相邻阱之间所需的隔离距离逐渐增大，使得器件的集成度更小、制作成本更高。
[0004]为了解决上述问题，本领域的技术人员还尝试在相邻阱之间形成导电类型相反的阱，例如在相邻DNW(深N阱)之间形成P阱，以期降低相邻阱之间的隔离距离。然而，该方法的效果十分有限。因此，如何在保持相邻阱之间的隔离性能，同时降低相邻阱之间的隔离距离，成为本领域中亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本申请旨在提供一种相邻阱间隔离结构的制作方法及半导体器件，以降低相邻阱之间的隔离距离。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了一种相邻阱间隔离结构的制作方法，该制作方法包括以下步骤:在衬底中形成预备阱结构；刻蚀预备阱结构以形成贯穿预备阱结构的沟槽，并将位于沟槽两侧的预备阱结构分别作为阱；在沟槽中形成隔离结构。
[0007]进一步地，形成隔离结构的步骤包括:在沟槽的侧壁上形成侧壁介质层；形成位于沟槽中、侧壁介质层之上的填充材料层，侧壁介质层和填充材料层构成隔离结构。
[0008]进一步地，在形成填充材料层的步骤之前，对沟槽进行离子注入以在沟槽底部的衬底中形成离子注入区，且注入离子的导电类型与阱的导电类型相反。
[0009]进一步地，阱为N阱，离子注入区中的注入离子为硼离子。
[0010]进一步地，在离子注入的步骤中，形成深度为1nm?3μπι的离子注入区。
[0011]进一步地，形成预备阱结构的步骤包括:在衬底的表面上形成氧化物层；进行离子注入以在衬底中形成预备阱结构。
[0012]进一步地，形成沟槽的步骤包括:在氧化物层上形成掩膜层；依次刻蚀掩膜层、氧化物层、预备阱结构和衬底，以形成沟槽。
[0013]进一步地，形成填充材料层的步骤包括:形成覆盖沟槽、侧壁介质层和掩膜层的填充材料预备层；在形成填充材料层的步骤之后，去除位于掩膜层上的填充材料预备层，并将剩余填充材料预备层作为填充材料层；去除剩余掩膜层。
[0014]进一步地，填充材料层为介质材料层或多晶硅层。
[0015]本申请还提供了一种半导体器件，包括至少两个阱，以及位于相邻阱之间的隔离结构，其特征在于，隔离结构由本申请上述的制作方法制作而成。
[0016]应用本申请的技术方案，本申请通过在衬底中形成预备阱结构，然后刻蚀预备阱结构以形成贯穿预备阱结构的沟槽，并将位于沟槽两侧的预备阱结构分别作为阱，最后在沟槽中形成了隔离结构，从而将相邻阱之间隔离开。同时，该隔离结构的宽度明显小于现有技术中相邻阱之间的隔离距离，从而降低了相邻阱之间的隔离距离，进而提高了器件的集成度，并减少了器件的制作成本。
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0018]图1示出了本申请实施方式所提供的相邻阱间隔离结构的制作方法的流程示意图；
[0019]图2示出了在本申请实施方式所提供的相邻阱间隔离结构的制作方法中，衬底的表面上形成氧化物层，并进行离子注入以在衬底中形成预备阱结构后的基体的剖面结构示意图；
[0020]图3示出了在图2所示的氧化物层上形成掩膜层后的基体的剖面结构示意图；
[0021]图4示出了依次刻蚀图3所示的掩膜层、氧化物层、预备阱结构和衬底，以形成贯穿预备阱结构的沟槽，并将位于沟槽两侧的预备阱结构分别作为阱后的基体的剖面结构示意图；
[0022]图5示出了在图4所示的沟槽的侧壁上形成侧壁介质层后的基体的剖面结构示意图；
[0023]图6示出了对图5所示的沟槽进行离子注入以在沟槽底部的衬底中形成离子注入区后的基体的剖面结构示意图；
[0024]图7示出了形成覆盖沟槽、侧壁介质层和掩膜层的填充材料预备层后的基体的剖面结构示意图；以及
[0025]图8示出了去除位于掩膜层上的填充材料预备层，并将剩余填充材料预备层作为填充材料层，以及去除剩余掩膜层后的基体的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0029]正如【背景技术】中所介绍的，现有相邻阱之间的隔离距离较大，导致器件的集成度发生降低，并增加了器件的制作成本。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种相邻阱间隔离结构的制作方法。如图1所示，该制作方法包括以下步骤:在衬底中形成预备阱结构；刻蚀预备阱结构以形成贯穿预备阱结构的沟槽，并将位于沟槽两侧的预备阱结构分别作为阱；在沟槽中形成隔离结构。
[0030]上述制作方法通过在衬底中形成预备阱结构，然后刻蚀预备阱结构以形成贯穿预备阱结构的沟槽，并将位于沟槽两侧的预备阱结构分别作为阱，最后在沟槽中形成了隔离结构，从而将相邻阱隔离开。同时，该隔离结构的宽度明显小于现有技术中相邻阱之间的隔离距离，从而降低了相邻阱之间的隔离距离，进而提高了器件的集成度，并减少了器件的制作成本。
[0031]下面将更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
[0032]图2至图8示出了本申请提供的相邻阱间隔离结构的制作方法中，经过各个步骤后得到的基体的剖面结构示意图。下面将结合图2至图8，进一步说明本申请所提供的相邻阱间隔离结构的制作方法。
[0033]首先，在衬底10中形成预备阱结构3(V。在一种优选的实施方式中，形成预备阱结构30'的步骤包括:在衬底10的表面上形成氧化物层20，并进行离子注入以在衬底10中形成预备阱结构30'，进而形成如图2所示的基体结构。
[0034]上述氧化物层20用于避免衬底10在离子注入的过程中受到损伤，氧化物层20可以为S12等。形成氧化物层20的工艺可以为化学气相沉积或溅射等，其具体工艺参数可以参照现有技术，在此不再赘述。上述衬底10的材料可以为单晶硅或绝缘体上硅等，作为示例，本实施方式中衬底10的材料为单晶硅。
[0035]上述离子注入的工艺参数(例如注入离子的种类、注入离子的剂量及能量等)可以根据欲形成预备阱结构30'的导电类型及深度等进行设定。举例而言，当预备阱结构30'为N阱时，注入离子为P型离子，例如磷离子等。当预备阱结构30'的注入深度为
0.1?I μ m时,注入离子