一种半导体器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体器件及其制备方法。所述方法包括提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成具有窗口的掩膜层，所述窗口对应于所述半导体衬底中待形成的沟槽。执行预先离子注入，所述预先离子注入的注入方向与所述半导体衬底的法线方向具有夹角，以在所述半导体衬底的顶部形成离子注入区域。以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底以形成所述沟槽。在所述沟槽中填充隔离材料以形成浅沟槽隔离结构。去除所述掩膜层。对所述半导体衬底执行后续离子注入。根据该方法形成的半导体器件性能稳定。

A semiconductor device and its preparation method

The present invention relates to a semiconductor device and a preparation method. The method includes providing a semiconductor substrate, forming a mask layer with a window on the semiconductor substrate, and the window corresponds to the groove to be formed in the semiconductor substrate. Prior ion implantation is performed, and the injection direction of the pre ion implantation has an angle between the injection direction and the normal direction of the semiconductor substrate, so as to form an ion implantation area on the top of the semiconductor substrate. The mask is used as a mask to etch the semiconductor substrate to form the groove. The isolating material is filled in the trench to form a shallow groove isolation structure. Remove the mask layer. Subsequent ion implantation is performed on the semiconductor substrate. The performance of the semiconductor devices based on this method is stable.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件及制备方法。
技术介绍
在诸如MOS管的半导体器件中，沟道的阈值电压对半导体器件的电学性能有很大的影响。现有的半导体器件，沟道的靠近浅沟槽隔离结构的角部处的阈值电压与沟道中的阈值电压存在不一致的现象，进而造成半导体器件性能不稳定甚至失效。因此，有必要提出一种半导体器件及其制备方法，以解决现有的技术问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术提供了一种半导体器件的制备方法。所述方法包括提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成具有窗口的掩膜层，所述窗口对应于所述半导体衬底中待形成的沟槽。执行预先离子注入，所述预先离子注入的注入方向与所述半导体衬底的法线方向具有夹角，以在所述半导体衬底的顶部形成离子注入区域。以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底以形成所述沟槽。在所述沟槽中填充隔离材料以形成浅沟槽隔离结构。去除所述掩膜层。对所述半导体衬底执行后续离子注入。根据本专利技术的半导体器件的制备方法通过预先离子注入可以形成离子注入区域，该离子注入区域可以弥补沟道的靠近浅沟槽隔离结构的角部处的离子由于隔离效应、退火效应等导致的注入剂量损失，从而使得最终形成的半导体器件性能稳定。优选地，所述预先离子注入的注入源为BF2或B。优选地，所述预先离子注入的注入能量为2K-40KeV，所述预先离子注入的注入剂量为5×1012-5×1013离子/平方厘米。优选地，所述预先离子注入为倾斜离子注入，所述夹角为15°-45°。优选地，所述预先离子注入的注入源包括碳离子、氟离子、氮离子中的一种或多种。优选地，所述预先离子注入的注入能量为4K-20KeV，所述预先离子注入的注入剂量为1×1013-1×1014离子/平方厘米。优选地，所述预先离子注入为倾斜离子注入，所述夹角为0°-40°。优选地，所述预先离子注入为等离子体注入。优选地，所述后续离子注入为阱区注入、沟道注入、阈值电压调整注入中的一种或多种。根据本专利技术的另一个方面，提供一种半导体器件。所述半导体器件采用上述任一种方法制成。根据本专利技术的半导体器件的离子注入区域可以弥补沟道的靠近浅沟槽隔离结构的角部处的离子由于隔离效应、退火效应等导致的注入剂量损失，因此可以使得半导体器件的沟道的阈值电压一致，使得半导体器件性能稳定。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出了根据本专利技术优选实施方式的半导体器件的制备方法流程图；以及图2A-2H示出了图1中图示的制备方法依次实施所获得结构的剖面示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的结构以及步骤，以便阐释本专利技术提出的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。现有的MOS管在制作过程中，往往需要对浅沟槽隔离结构进行退火处理。申请人发现，由于退火效应、隔离效应等，沟道的靠近浅沟槽隔离结构的角部处的离子注入剂量损失，从而使得沟道的阈值电压不一致，进而造成半导体器件性能不稳定甚至失效。为了解决目前工艺中存在的上述问题，本专利技术提供了一种半导体器件的制备方法，下面将参考图1以及图2A-图2H对本专利技术的示例性实施方式进行详细说明。其中，图1示出了根据本专利技术的示例性实施方式的半导体器件的制备方法流程图；图2A-2H示出了图1中图示的制备方法依次实施所获得结构的剖面示意图。首先执行步骤S1：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成具有窗口的掩模层，所述窗口对应于所述半导体衬底中待形成的沟槽。具体地，在该步骤中，如图2A所示，首先提供半导体衬底110。半导体衬底110可以是以下所提到的材料中的至少一种：未掺杂的单晶硅、掺杂有杂质的单晶硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。作为示例，在本实施方式中，半导体衬底110的构成材料选用单晶硅。接下来，如图2B所示，在半导体衬底110上形成掩膜材料层140’。具体地，在本实施方式中，掩膜材料层140’可以为诸如SiN层的硬掩模材料层。需要说明的是，掩模材料层140’与半导体衬底110之间还可以形成缓冲材料层130’，以释放掩模材料层140’与半导体衬底110之间的应力并增加掩模材料层140’与半导体衬底11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成具有窗口的掩膜层，所述窗口对应于所述半导体衬底中待形成的沟槽；执行预先离子注入，所述预先离子注入的注入方向与所述半导体衬底的法线方向具有夹角，以在所述半导体衬底的顶部形成离子注入区域；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底以形成所述沟槽；在所述沟槽中填充隔离材料以形成浅沟槽隔离结构；去除所述掩膜层；以及对所述半导体衬底执行后续离子注入。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成具有窗口的掩膜层，所述窗口对应于所述半导体衬底中待形成的沟槽；执行预先离子注入，所述预先离子注入的注入方向与所述半导体衬底的法线方向具有夹角，以在所述半导体衬底的顶部形成离子注入区域；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底以形成所述沟槽；在所述沟槽中填充隔离材料以形成浅沟槽隔离结构；去除所述掩膜层；以及对所述半导体衬底执行后续离子注入。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先离子注入的注入源为BF2或B。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预先离子注入的注入能量为2K-40KeV，所述预先离子注入的注入剂量为5×1012-5×1013离子/平方厘米。4.根据权利要求2所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵猛，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31