深沟槽填充结构及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种深沟槽填充结构及其制作方法，所述制作方法包括：提供衬底；形成依次位于所述衬底上的埋氧层和半导体层；在所述埋氧层和所述半导体层的侧壁上形成侧墙；以所述侧墙为掩模，沿所述衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成由剩余衬底、所述埋氧层以及所述侧墙围成的沟槽；在所述沟槽中形成本征半导体层；在形成有所述本征半导体层的所述沟槽中形成隔离结构。所述深沟槽填充结构包括：衬底；依次位于所述衬底上的埋氧层、半导体层；所述衬底的侧壁开设有延伸至所述半导体层下方的沟槽，所述沟槽内设置有本征半导体层。本发明专利技术可改善输出信号失真的问题。

【技术实现步骤摘要】
深沟槽填充结构及其制作方法
本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种深沟槽填充结构及其制作方法。
技术介绍
绝缘体上硅（SiliconOnInsulator，SOI）技术是在顶层半导体和衬底之间形成一层埋氧化层。使用绝缘体上硅结构的集成电路元件与传统集成电路元件相比，具有集成密度高、速度快、短沟道效应小、功耗低的特点，同时还可以避免体硅结构中的闩锁效应，是半导体技术发展的主流工艺。参考图1，示出了现有技术一种SOI作为基底的RF传输线简单等效模型示意图。等效模型2采用SOI作为基底，输入信号为一较大振幅的射频信号1时，所述SOI结构的元件的传导特性受所述射频信号的影响，容易输出一失真的输出信号3。如何减小输出信号的失真是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种深沟槽填充结构及其制作方法，能够减少输入射频信号对绝缘体上硅带来的影响，以改善输出信号失真的问题。为了解决所述技术问题，本专利技术提供一种深沟槽填充结构的制作方法，包括：提供衬底；形成依次位于所述衬底上的埋氧层和半导体层；在所述埋氧层和所述半导体层的侧壁上形成侧墙；以所述侧墙为掩模，沿所述衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成由剩余衬底、所述埋氧层以及所述侧墙围成的沟槽；在所述沟槽中形成本征半导体层；在形成有所述本征半导体层的所述沟槽中形成隔离结构。可选的，所述衬底为硅衬底，所述半导体层为P型硅层，所述本征半导体层为多晶硅，所述埋氧层的材料为氧化硅，所述侧墙的材料为氧化硅。可选的，所述侧墙沿衬底方向的厚度在300～500埃的范围内。可选的，沿衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成沟槽的步骤包括：使剩余衬底的宽度小于所述半导体层的宽度。可选的，沿衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成沟槽的步骤包括：使所述沟槽沿衬底方向的深度小于所述半导体层宽度的二分之一。可选的，沿衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成沟槽的步骤包括：通过湿法蚀刻去除部分衬底材料。可选的，所述衬底的材料为半导体，所述湿法蚀刻的蚀刻剂为氢氧化钾或者四甲基氢氧化铵溶液。可选的，所述隔离结构的材料为氧化硅，在所述本征半导体层和所述埋氧层侧壁上形成隔离结构的步骤包括：通过高密度等离子体沉积的方式形成所述隔离结构，以填充所述形成有本征半导体层的沟槽。可选的，在形成隔离结构后，还包括通过化学机械抛光去除多余的本征半导体层材料和多余的隔离结构材料。相应地，本专利技术还提供一种深沟槽填充结构，包括：衬底；依次位于所述衬底上的埋氧层、半导体层；所述衬底的侧壁开设有延伸至所述半导体层下方的沟槽，所述沟槽内设置有本征半导体层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：在衬底和埋氧层之间设置本征半导体层，所述本征半导体层起到陷阱层（traprichlayer）的作用，从而可以限制自由载流子的移动，即使在输入射频信号振幅较大时，由于自由载流子可以处于所述陷阱层中，因此所述较大振幅的射频信号也不会明显改变深沟槽填充结构中衬底的性质，从而减小输出信号的失真，进而提高了采用本专利技术深沟槽填充结构的半导体器件的射频特性。另外，形成的本征半导体层沿衬底方向的深度小于半导体层宽度的二分之一，在保证所述本征半导体层能够限制自由载流子的移动的同时，也不会因过多使用本征半导体材料而大幅增加生产成本。附图说明图1是现有技术一种SOI作为基底的RF传输线简单等效模型示意图；图2是本专利技术深沟槽填充结构制作方法一实施例的流程示意图；图3至图6是本专利技术深沟槽填充结构的制作方法一实施例形成的深沟槽填充结构的示意图；图7是本专利技术深沟槽填充结构的制作方法形成的沟槽填充结构的俯视图；图8是本专利技术深沟槽填充结构的制作方法另一实施例的示意图。具体实施方式现有的采用绝缘体上硅的集成电路元件在通过较大振幅的射频信号时，容易出现输出的射频信号波形失真的问题。通过分析SOI作为基底的RF传输线等效模型，发现：由于射频信号幅度很大，容易引起SOI埋氧层以下的衬底耗尽甚至反型，这个过程伴随着自由载流子的变化，相当于等效模型中的电容发生变化。因此，经过所述传输线的射频信号受到干扰，容易产生失真的输出信号。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种深沟槽填充结构的制作方法。参考图2，示出了本专利技术一种深沟槽填充结构的制作方法，包括：步骤S1，提供衬底；步骤S2，形成依次位于所述衬底上的埋氧层和半导体层；步骤S3，在所述埋氧层和所述半导体层的侧壁上形成侧墙；步骤S4，以所述侧墙为掩模，沿所述衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成由剩余衬底、所述埋氧层以及所述侧墙围成的沟槽；步骤S5，在所述沟槽中形成本征半导体层；步骤S6，在形成有所述本征半导体层的所述沟槽中形成隔离结构。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。参考图3至图6，示出了本专利技术深沟槽填充结构制作方法一实施例形成的深沟槽填充结构的示意图。如图3所示，执行步骤S1，提供衬底100。在本实施例中，所述衬底100采用硅衬底。但是，本专利技术对衬底100的材料不作任何限制，在其他实施例中还可以采用例如锗或硅锗的材料作为衬底100。继续参考图3，执行步骤S2，形成依次位于所述衬底100上的埋氧层101以及半导体层102。具体地，形成埋氧层101以及半导体层102的步骤包括：先在衬底100上依次覆盖埋氧层材料和半导体层材料。之后，通过曝光、刻蚀等步骤图形化半导体层材料以形成有源区。图形化后的半导体层材料为半导体层102。在刻蚀半导体层102时还刻蚀所述埋氧层材料，直至露出衬底100，所述埋氧层材料图形化后形成埋氧层101。其中，半导体层102用于形成半导体器件。在本实施例中，半导体层102用做MOS管的基底，半导体层102中会形成源区和漏区。在本实施例中，半导体层102为P型硅层，但不应以此限制本专利技术半导体层102的材料和掺杂类型。埋氧层101可以起到隔离所述半导体层102与所述衬底100的作用。在本实施例中，埋氧层101的材料为氧化硅。需要说明的是，本实施例中，所述方法还包括：在半导体层102上方依次形成垫氧层103和顶层104，其中：顶层104用作化学机械研磨工艺的阻挡层。在本实施例中，所述顶层104采用氮化硅材料。垫氧层103用于缓冲所述顶层104应力。在本实施例中，垫氧层103采用二氧化硅材料。如图4所示，执行步骤S3，在所述埋氧层101、半导体层102的侧壁上形成侧墙105。所述侧墙105用于在形成沟槽的步骤中起到保护所述半导体层102的作用。其中，形成所述侧墙105的方法是，在所述埋氧层101、半导体层102上以及埋氧层101、半导体层102露出的衬底100上沉积一层介质材料，随后采用干法刻蚀去除位于所述埋氧层101与所述半导体层102上的介质材料，留下的位于所述埋氧层101、半导体层102侧壁上的介质材料构成所述侧墙105。在本实施例中，侧墙105的材料为氧化硅。可以采用化学气相沉积的方式沉积氧化硅材料，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深沟槽填充结构的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底；形成依次位于所述衬底上的埋氧层和半导体层；在所述埋氧层和所述半导体层的侧壁上形成侧墙；以所述侧墙为掩模，沿所述衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成由剩余衬底、所述埋氧层以及所述侧墙围成的沟槽；在所述沟槽中形成本征半导体层；在形成有所述本征半导体层的所述沟槽中形成隔离结构。

【技术特征摘要】
1.一种深沟槽填充结构的制作方法，其特征在于，包括：提供衬底；形成依次位于所述衬底上的埋氧层和半导体层；在所述埋氧层和所述半导体层的侧壁上形成侧墙；以所述侧墙为掩模，沿所述衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成由剩余衬底、所述埋氧层以及所述侧墙围成的沟槽；在所述沟槽中形成本征半导体层；在形成有所述本征半导体层的所述沟槽中形成隔离结构。2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底，所述半导体层为P型硅层，所述本征半导体层的材料为多晶硅，所述埋氧层的材料为氧化硅，所述侧墙的材料为氧化硅。3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述侧墙沿衬底方向的厚度在300～500埃的范围内。4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，沿衬底方向去除与所述埋氧层相接触的部分衬底材料，形成沟槽的步骤包括：使剩余衬底的宽度小于所述半导体层的宽度。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘张李，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：