半导体处理方法和半导体构造技术

本发明专利技术包含形成隔离区的方法。可形成延伸进入半导体材料的开口，且可用衬里保护所述开口的上部周边，但下部周边没有衬里。接着可蚀刻所述无衬里部分以形成所述开口的加宽区。随后，可用绝缘材料填充所述开口以形成隔离区。接着可在所述隔离区的相对侧上形成晶体管装置，且通过所述隔离区使其彼此电隔离。本发明专利技术还包含半导体构造，其含有延伸进入半导体材料的电绝缘隔离结构，所述结构具有球根状底部区和从所述底部区向上延伸到所述半导体材料的表面的茎部区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体处理方法和半导体构造技术领城本专利技术涉及半导体处理方法，且涉及半导体构造。技术背景随着集成电路的集成程度增加，维持邻近电气装置之间的电隔离成为越来越大的挑 战。举例来说，动态随机存取存储器(DRAM)的密度已由于DRAM技术的发展而每 三年约变为四倍。随着装置尺寸縮减，由于用于隔离结构的空间减少，维持存储器阵列 区中的电隔离(尤其是单元与单元的隔离)变为越来越大的挑战。常用的隔离结构是沟 槽隔离结构(例如，浅沟槽隔离结构)，在一直减少的可用于结构的占据面积内形成和 填充这些隔离结构的沟槽正逐渐变为挑战。单元与单元的隔离正变为引起集成电路故障的较大因素，其中此故障常常归因于沟 槽隔离区周围的泄漏。已经利用场植入來尝试防止沟槽隔离结构周围的泄漏，但这可产 生刷新的问题。单元与单元的隔离已经成为挑战性的问题，且预期未來几代的装置将由于可用于未 来隔离结构的较紧密间距和较小空间而变得更具挑战。因此，需要开发新的隔离结构。 尤其需要这些隔离结构适用于单元与单元的隔离。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术包含一种半导体处理方法。提供半导体材料，且形成延伸进入 所述半导体材料的开口。所述开口的上部周边具备衬里，但所述开口的下部周边的至少一部分没有衬里。进行穿过所述无衬里部分的蚀刻以形成所述开口的球根状延伸部，且 用绝缘材料大致填充此球根状延伸部。在一个方面，本专利技术涵盖一种半导体处理方法。提供半导体材料，且形成延伸进入 所述半导体材料达到第一深度的开口。用保护衬里给开口的周边加衬，除了开口的下部区之外。用至少大致各向同性的蚀刻来蚀刻穿过所述开口的所述无衬里下部区以形成所 述开口的加宽延伸部。在一个方面，本专利技术涵盖一种半导体处理方法。提供含硅材料。形成延伸进入所述 含硅材料的开口。所述开口具有球根状底部区和从所述底部区向上延伸到所述含硅材料 的表面的茎部区。用绝缘材料大致填充所述开口。在所述开口的一侧上形成第一晶体管装置，所述第一晶体管装置具有延伸进入所述含硅材料的一对第一源极/漏极区。在所述 开口的与所述第一晶体管装置相对的一侧上形成第二晶体管装置，所述第二晶体管装置 具有延伸进入所述含硅材料的一对第二源极/漏极区。利用所述开口内的绝缘材料提供所 述第一与第二晶体管装置之间的电隔离。在一个方面，本专利技术包含一种半导体构造。所述构造包括半导体材料和延伸进入所 述半导体材料的电绝缘结构。所述电绝缘结构具有球根状底部区和从所述底部区向上延 伸到所述半导体材料的表面的茎部。所述构造可进一步包含在所述电绝缘结构的一侧上 的第一晶体管装置，和在所述电绝缘结构的相对侧上的第二晶体管装置，其中所述绝缘 结构的绝缘材料提供所述第一与第二晶体管装置之间的电隔离。 附图说明下文参看以下附图描述本专利技术的优选实施例。图1是在本专利技术示范性方面的初步处理阶段的半导体晶片段的图解横截面图。 图2是在图1处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图3是在图2处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图4是在图3处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图5是在图4处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图6是在图5处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图7是在图6处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图8是在图7处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图9是在图8处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图10是在图9处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。 图11是根据图10方面的替代方面在图9处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片 段的视图。图12是根据图5方面的本专利技术替代方面在图4处理阶段之后的处理阶段展示的图1 晶片段的视图。图13是在图12处理阶段之后的处理阶段展示的图1晶片段的视图。具体实施方式本专利技术包含扩展开口或沟槽的底部区的过程。在特定方面中，用绝缘材料填充具有 已扩展底部区的开口以产生沟槽隔离结构。这些隔离结构可提供相对于用于存储器阵列 中单元与单元隔离的现有技术隔离结构的改进。本专利技术的一些具体应用利用根据本专利技术 相关联的装置的刷新和功能性。在本专利技术的一些方面中，根据本专利技术形成的隔离区的扩 展碗部(即，扩展的底部区)保持相对远离存取装置的沟道区，使得装置的操作参数(例 如，沟道长度和驱动电流)不会由于利用本专利技术的隔离区而受到不利影响。参看图l-10描述本专利技术的特定方面。参看图l，说明半导体构造10处于初步处理阶段。构造10包括衬底12。衬底可包 括(实质上由其组成或由其组成)以合适的背景掺杂剂轻度掺杂的单晶硅，且在特定方 面中可包括(实质上由其组成或由其组成)以p型掺杂剂轻度背景掺杂的单晶硅。为了 帮助解释随附的权利要求书，定义术语半导电衬底和半导体衬底以表示任何包 括半导电材料的构造，包含(但不限于)大块半导电材料，例如半导电晶片(单独的或 以上面包括其它材料的组合件的形式)和半导电材料层(单独的或以包括其它材料的组 合件的形式)。术语衬底指任何支撑结构，包含(但不限于)上文所述的半导电衬 底。尽管硅是可并入衬底12的一种示范性半导体材料，但应了解，衬底可包括其它半 导体材料，包含(例如)锗。包括(实质上由其组成或由其组成)二氧化硅的层14形成在衬底12上，且包括(实 质上由其组成或由其组成)氮化硅的层16形成在层14上。层14和16 —起经图案化以 在衬底12上形成硬掩模。图案化的硬掩模具有开口 18，其延伸穿到衬底12的上表面。 可通过任何合适的处理来将层14和16图案化，包含(例如)在层16上形成以光刻方 式图案化的光致抗蚀剂，将图案从光致抗蚀剂转移到下伏层和16，以及随后移除光 致抗蚀剂。参看图2，开口 18延伸到衬底12的半导体材料中。开口通过合适的各向异性蚀刻 而延伸，且可延伸到衬底内的任何合适的深度。举例来说，如果开口 18最终将用于形 成沟槽隔离区，那么开口可延伸到大约等于常规用于沟槽隔离区的深度的深度。开口可 具有任何合适的形状，且在特定方面中可为相对于图2的横截面图纵向延伸入和延伸出 页面的沟槽。开口 18具有在衬底12内开口的最宽部分处横向延伸越过开口的最大横截面宽度 19。此宽度可为任何合适的宽度，且在特定方面中将为小于或等于约IOO纳米的宽度。接下來参看图3，衬里20沿着开口 18的周边形成。所示的衬里仅沿着半导体材料 衬底12延伸，且没有沿着掩盖材料14和16延伸。然而应了解，本专利技术还涵盖其中衬 里沿着层14和16的暴露表面以及沿着半导体材料衬底12的暴露表面延伸的一些方面(未图示)。衬里20可包括任何适用于在后续蚀刻(下文论述)期间保护衬底12的表面的材料。 举例来说，衬里20可包括(实质上由其组成或由其组成)二氧化硅。在这些方面，可 通过在开口内沉积二氧化硅形成衬里，和/或可通过开口内含硅衬底12的暴露表面的热 氧化而形成衬里。如果衬底12包括硅以外的半导体材料，那么开口内形成为衬里20的 氧化物可为除二氧化硅以外的氧化物。用于形成衬里20的氧化可(例如)包括在原位 或外部用02等离子体进行的氧化，且在一些方面中氯气也可并入氧化化学物质中。在本专利技术的一些方面中，衬里20可包括(实质上由其组成或由其组成)聚合有机 材料(或换句话本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体处理方法，其包括：提供半导体材料；形成延伸进入所述半导体材料的开口；用衬里保护所述开口的上部周边，同时留下所述开口的下部周边的至少一部分没有衬里；　在保护所述上部周边的同时，蚀刻穿过所述无衬里部分以形成所述开口的球根状延伸部；以及用绝缘材料大致填充所述球根状延伸部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-28 11/168,8611. 一种半导体处理方法，其包括提供半导体材料；形成延伸进入所述半导体材料的开口；用衬里保护所述开口的上部周边，同时留下所述开口的下部周边的至少一部分没有衬里；在保护所述上部周边的同时，蚀刻穿过所述无衬里部分以形成所述开口的球根状延伸部；以及用绝缘材料大致填充所述球根状延伸部。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体材料包括硅。3. 根据权利要求l所述的方法，其中所述衬里包括碳、氢和氟。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述衬里包括氧化物。5. 根据权利要求4所述的方法，其中通过沿着所述开口的所述周边使所述半导体材料 氧化来形成所述衬里。6. 根据权利要求l所述的方法，其中所述衬里通过以下步骤形成在所述开口的整个所述下部周边和所述上部周边两者上形成衬里材料；以及 各向异性地蚀刻所述衬里材料以从所述下部周边的所述至少一部分移除所述衬里材料，同时留下沿着所述开口的所述上部周边的所述衬里材料作为保护所述开口的所述上部周边的所述衬里。7. 根据权利要求l所述的方法，其中所述开口的所述无衬里部分包含所述开口的整个 底部。8. 根据权利要求l所述的方法，其中所述蚀刻利用至少大致各向同性的蚀刻。9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻利用各向异性的蚀刻，随后是至少大致 各向同性的蚀刻。10. —种半导体处理方法，其包括提供半导体材料；形成延伸进入所述半导体材料达到第一深度的开口； 用包括有机聚合物的衬里给所述开口的周边加衬；从所述开口的下部区移除所述衬里，同时留下沿着所述开口的上部区的所述衬 里；以及 用至少大致各向同性的蚀刻来蚀刻穿过所述开口的所述无衬里下部区，以形成所 述开口的加宽延伸部。11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述半导体材料实质上由硅组成。12. 根据权利要求IO所述的方法，其中从所述开口的所述下部区移除所述衬里包括各 向异性地蚀刻所述衬里。13. 根据权利要求IO所述的方法，其进一步包括首先用各向异性的蚀刻来蚀刻穿过所 述开口的所述无衬里下部区，且接着用至少大致各向同性的蚀刻来蚀刻穿过所述开 口的所述无衬里下部区。14. 根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在所述蚀刻之后移除所述聚合有机衬 里，并随后用介电材料填充所述开口。15. 根据权利要求IO所述的方法，其中所述聚合有机衬里包括碳、氢和氟。16. —种半导体处理方法，其包括提供含硅材料；形成延伸进入所述含硅材料的开口，所述开口具有球根状底部区和从所述底部区 向上延伸到所述含硅材料的表面的茎部区； 用绝缘材料大致填充所述开口；在所述开口的一侧上形成第一晶体管装置，所述第一晶体管装置具有延伸进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：王虹美，亚诺什富克斯科，杜门厄尔艾伦，理查德H莱恩，弗雷德D菲什伯恩，罗伯特J汉森，凯文R谢伊，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]