沟道衬垫氧化层的制备方法、半导体器件技术

本公开提供了一种沟道衬垫氧化层的制备方法、稀释磁性半导体器件，所述制备方法包括：将设定元素通过离子注入方式注入沟道底部，破坏所述沟道底部的硅的晶格，形成以不规则硅为主的破坏层；对沟道进行氧化层沉积，所述沟道底部的氧化速率与所述沟道侧壁的硅的氧化速率匹配。本公开在对沟道进行氧化层沉积时，可以使沟道底部的氧化速率与侧壁的硅的氧化速率匹配，使沟道底部的氧化层与侧壁的硅的氧化层的厚度一致，使稀释磁性半导体的工况性能更佳。佳。佳。

【技术实现步骤摘要】
沟道衬垫氧化层的制备方法、半导体器件


[0001]本公开涉及沟道衬垫氧化层的制备技术，尤其涉及一种沟道衬垫氧化层的制备方法、稀释磁性半导体器件。

技术介绍

[0002]随着现代电子器件对工艺要求越来越高，各工艺步骤的精准度要求也越来越高。在高压稀释磁性半导体(Dilute Magnetic Semiconductor，DMs)器件的制备步骤中，沟道中底部和侧壁的生长速率不同导致氧化层厚度存在差异，而氧化层厚度差异对后续工艺甚至是器件性能会造成较大的影响。

技术实现思路

[0003]本公开提供了一种沟道衬垫氧化层的制备方法、稀释磁性半导体器件，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
[0004]根据本公开的第一方面，提供了一种沟道衬垫氧化层的制备方法，包括：
[0005]将设定元素通过离子注入方式注入沟道底部，破坏所述沟道底部的硅的晶格，形成以不规则硅为主的破坏层；
[0006]对沟道进行氧化层沉积，所述沟道底部的氧化速率与所述沟道侧壁的硅的氧化速率匹配。
[0007]在一些可实施方式中，所述设定元素维持在5E14～1E16的剂量，通过离子注入方式注入沟道底部。
[0008]在一些可实施方式中，所述设定元素能量保持在5keV～350keV，通过离子注入方式注入沟道底部。
[0009]在一些可实施方式中，将设定元素通过离子注入方式注入沟道底部，离子注入时的温度设置为35℃至
‑
100℃。
[0010]在一些可实施方式中，所述离子注入时的温度设置为30℃、25度、15度、0度、
‑
15℃、
‑
30℃、
‑
45℃、
‑
60℃或
‑
80℃。
[0011]在一些可实施方式中，所述设定元素注入所述沟道底部的深度为150A
‑
2500A。
[0012]在一些可实施方式中，通过为所述设定元素选择相应的离子注入能量，使所述设定元素注入所述沟道底部的深度维持在150A
‑
2500A。
[0013]在一些可实施方式中，所述设定元素包括硅、氧、锗、氮、碳、氩中的至少之一。
[0014]在一些可实施方式中，所述方法还包括：
[0015]设置不同元素离子注入深度与离子注入能量之间的对照表；
[0016]为所述沟道底部确定注入的元素，根据注入深度要求和所述对照表，为注入元素确定离子注入能量。
[0017]在一些可实施方式中，所述将设定元素通过离子注入方式注入沟道底部之前，所述方法还包括：
[0018]对沟道分别进行硬掩模沉积，光刻和刻蚀。
[0019]根据本公开的第二方面，提供了一种稀释磁性半导体器件，所述半导体器件通过所述的沟道衬垫氧化层的制备方法制备而成。
[0020]本公开的沟道衬垫氧化层的制备方法、半导体器件，在加工稀释磁性半导体时，通过对沟道衬垫注入相应的离子，对沟道底部的硅的晶格结构进行破坏，这样，在对沟道进行氧化层沉积时，可以使沟道底部的氧化速率与侧壁的硅的氧化速率匹配，使沟道底部的氧化层与侧壁的硅的氧化层的厚度一致，使稀释磁性半导体的工况性能更佳。
[0021]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0022]通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：
[0023]在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
[0024]图1示出了本公开实施例的沟道衬垫氧化层的制备方法的流程示意图；
[0025]图2示出了本公开实施例的沟道衬垫氧化层的制备过程示意图；。
具体实施方式
[0026]为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0027]图1示出了本公开实施例的沟道衬垫氧化层的制备方法的流程示意图，如图1所示，在高压稀释磁性半导体(Dilute Magnetic Semiconductor，DMs)器件的制备步骤中，其制备工艺包括以下工艺流程：
[0028]步骤101，硬掩模HM层(如SiN)被沉积在衬底上(DT HM Deposit)；
[0029]步骤102，防尘(Dust Tight，DT)光刻(DT Photo)；
[0030]步骤103，DT刻蚀(DT Etch)；
[0031]步骤104，IMP离子注入；
[0032]步骤105，氧化层沉积(Liner Oxide Deposit)。
[0033]本公开实施例中，在高压DMs器件的生长步骤中，增加了IMP注入工艺，通过在竖直沟道的底部进行IMP离子注入，使底部的Si的晶格受到一定程度的破坏，形成以不规则的(Amorphous)Si为主的破坏层，从而改变底部Si氧化速率，使其氧化速率更接近沟道的侧壁晶向的硅。
[0034]在竖直沟道的底部进行IMP离子注入后，对沟道进行氧化层沉积，所述沟道底部的氧化速率与所述沟道侧壁的硅的氧化速率匹配。
[0035]本公开实施例中，IMP注入的离子元素包括Si,O,Ge,N,C,Ar等。
[0036]在竖直沟道的底部进行IMP离子注入时，IMP的离子剂量(dose)在5E14～1E16，注
入能量(energy)维持在5keV～350keV。作为一种实现方式，IMP的离子剂量(dose)可以为5.5E14、6E14、6.5E14、8E14、9.5E14、1E15、3E15、4.5E15、6E15、8E15、9E15、或9.5E15等。注入能量可以为10keV、50keV、70keV、100keV、140keV、180keV、200keV、240keV、270keV、300keV、320keV、或340keV等。
[0037]在离子注入过程中，不同的注入温度会影响原子质量相对较小元素的IMP注入效果。因此，本公开实施例中，将设定元素通过离子注入方式注入沟道底部，离子注入时的温度设置为35℃至
‑
100℃。作为一种示例，IMP注入的温度可以设置为室温，30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃、
‑
5℃、
‑
10℃、
‑
15℃、
‑
30℃、
‑
60℃、
‑
80℃、
‑
100℃等；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沟道衬垫氧化层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将设定元素通过离子注入方式注入沟道底部，破坏所述沟道底部的硅的晶格，形成以不规则硅为主的破坏层；对沟道进行氧化层沉积，所述沟道底部的氧化速率与所述沟道侧壁的硅的氧化速率匹配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定元素维持在5E14～1E16的剂量，通过离子注入方式注入沟道底部。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设定元素能量保持在5keV～350keV，通过离子注入方式注入沟道底部。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将设定元素通过离子注入方式注入沟道底部，离子注入时的温度设置为35℃至
‑
100℃。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述离子注入时的温度设置为30℃、25度、15度、0度、
‑
15℃、
‑
30℃、
‑
45℃、
‑
60℃或
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪昊哲，沈宸棋，胡永康，
申请(专利权)人：杭州富芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：