DE102008001943A1

DE102008001943A1 - Halbleiterbauelemente und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102008001943A1
Application number: DE102008001943A
Authority: DE
Inventors: Lincoln O'riain; Armin Tilke; Cajetan Wagner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2028-05-24
Also published as: US20100207238A1; DE102008001943B4; US7749859B2; US20090001502A1; US8115279B2

Abstract

Es werden Halbleiterbauelemente und Verfahren zu deren Herstellung offenbart. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält ein Halbleiterbauelement ein Werkstück mit einer unter einem oberen Abschnitt des Werkstücks angeordneten vergrabenen Schicht. Eine Isolationsringstruktur ist innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks angeordnet, sich vollständig durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht erstreckend, wobei die Isolationsringstruktur einen Ring mit einem inneren Gebiet umnnerhalb des inneren Gebiets der Isolationsringstruktur angeordnet. Ein leitendes Gebiet ist innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks innerhalb eines Abschnitts des Inneren der Isolationsringstruktur angeordnet, wobei das leitende Gebiet mindestens ein Dotierstoffelement umfasst, das in den oberen Abschnitt des Werkstücks implantiert und diffundiert ist. Die diffusionsbeschränkende Struktur definiert mindestens einen Rand des leitenden Gebiets, und das leitende Gebiet ist an die vergrabene Schicht gekoppelt.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Halbleiterbauelementen und insbesondere die Ausbildung von Sinker-Kontaktstrukturen in Halbleiterbauelementen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Halbleiterbauelemente werden in einer Vielzahl von Elektronikanwendungen verwendet, einschließlich PCs, Mobiltelefonen, Digitalkameras und anderem elektronischen Gerät, als Beispiele. Halbleiterbauelemente werden in der Regel hergestellt, indem isolierende oder dielektrische Schichten, leitende Schichten und halbleitende Schichten aus Material sequentiell über einem Halbleitersubstrat oder einem Werkstück abgeschieden und die verschiedenen Schichten unter Verwendung von Lithografie zum Ausbilden von Schaltungskomponenten und Elementen darauf strukturiert werden.
Die oberen Materialschichten von Halbleiterbauelementen umfassen in der Regel Metallisierungsschichten, die verwendet werden, um auf einer integrierten Schaltung (IC) ausgebildete verschiedene elektrische Einrichtungen und Elemente miteinander zu verbinden. Die Metallisierungsschichten werden in der Regel in einem Back-End-of-Line (BEOL) eines Halbleiterherstellungsprozesses ausgebildet, als Beispiel. Die unteren Schichten von Halbleiterbauelementen enthalten jedoch nicht in der Regel Metall, da einige Metalle halbleitende Materialien bei einigen Anwendungen kontaminieren können. Die Herstellung von unteren Ebenen von Halbleiterbauelementen, die kein Metall enthalten, wird oftmals als ein Front-End-of-Line (FEOL) eines Halbleiter herstellungsprozesses bezeichnet, als Beispiel. Strukturen, die in der Technik als „Sinker-Kontakte" bezeichnet werden, werden oftmals verwendet, um eine elektrische Verbindung in dem FEOL zu Bauelementen herzustellen, die auf einem Halbleiterwerkstück oder Substrat ausgebildet sind, das eine leitende vergrabene Schicht umfasst, als Beispiel.
Sinker-Kontakte werden ausgebildet durch Implantieren von Dotierstoffen in ein Substrat und Tempern oder Erhitzen des Substrats, um die Dotierstoffe tiefer in das Substrat zu treiben. Die Dotierstoffe machen das halbleitende Material leitend, und somit können Sinker-Kontakte zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zu leitenden vergrabenen Schichten in dem Substrat verwendet werden. Da die seitliche Diffusionsbreite jedoch in der Größenordnung der vertikalen Diffusionstiefe liegt, sind herkömmliche Sinker-Kontakte in der Regel recht groß und umfassen eine Breite von Dutzenden von μm oder größer bei einigen Anwendungen, als Beispiel, was eine große Menge an Grundfläche auf einem IC erfordert, was teuer ist und das Ausmaß begrenzt, indem ein Halbleiterbauelement von der Größe her herunterskaliert werden kann. Um beispielsweise einen elektrischen Kontakt zu einer 5 μm tiefen vergrabenen Schicht bereitzustellen, beträgt eine Sinker-Kontaktgesamtbreite nach Ausdiffundierung in der Regel in der Größenordnung von etwa 15 μm, was im Vergleich zu heutigen kleinsten Halbleiterstrukturen nach dem Stand der Technik, die eine Gesamtbreite von unter etwa 100 nm aufweisen können, recht groß ist.
Was in der Technik benötigt wird, sind demnach Sinker-Kontakte für Halbleiterbauelemente und Verfahren zu deren Herstellung.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese und andere Probleme werden im Allgemeinen gelöst oder umgangen und technische Vorteile werden im Allgemeinen erzielt durch bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die neuartige Halbleiterbauelemente und Verfahren zu deren Herstellung bereitstellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Halbleiterbauelement ein Werkstück mit einer unter einem oberen Abschnitt des Werkstücks vergrabenen Schicht. Eine Isolationsringstruktur ist innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks angeordnet, sich vollständig durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht erstreckend, wobei die Isolationsringstruktur einen Ring mit einem inneren Gebiet umfasst. Eine diffusionsbeschränkende Struktur ist innerhalb des inneren Gebiets der Isolationsringstruktur angeordnet. Ein leitendes Gebiet ist innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks innerhalb eines Abschnitts des Inneren der Isolationsringstruktur angeordnet, wobei das leitende Gebiet mindestens ein Dotierstoffelement umfasst, das in den oberen Abschnitt des Werkstücks implantiert und diffundiert ist. Die diffusionsbeschränkende Struktur definiert mindestens einen Rand des leitenden Gebiets und das leitende Gebiet ist an die vergrabene Schicht gekoppelt.
Das oben Gesagte hat die Merkmale und technischen Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung recht allgemein umrissen, damit die detaillierte Beschreibung der Erfindung, die folgt, besser verstanden werden möge. Zusätzliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden beschrieben, die den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden. Der Fachmann versteht, dass die offenbarte Konzeption und spezifischen Ausführungsformen ohne weiteres als Basis zum Modifizieren oder Auslegen anderer Strukturen oder Prozesse genutzt werden können, um die gleichen Zwecke der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Der Fachmann realisiert auch, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von dem Gedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, abweichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung und der Vorteile davon wird nun auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
1 und 2 Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements in verschiedenen Stadien der Herstellung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Isolationsringstruktur und eine diffusionsbeschränkende Struktur, einen Isolationsgraben umfassend, in einem Werkstück ausgebildet sind;
3 das in 2 gezeigte Halbleiterbauelement, nachdem das Werkstück maskiert ist und ein Dotierstoffelement in die obere Oberfläche des Werkstücks in einem Sinker-Kontaktgebiet implantiert ist;
4a eine Draufsicht auf das in 3 gezeigte Halbleiterbauelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Isolationsgraben der diffusionsbeschränkenden Struktur länglich und doch an den Enden von der Isolationsringstruktur beabstandet ist;
4b eine Draufsicht auf das in 3 gezeigte Halbleiterbauelement gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Isolationsgraben der diffusionsbeschränkenden Struktur segmentiert ist;
5 das Halbleiterbauelement von 4a oder 4b während eines Temperschrittes, der eine Diffusion des Dotierstoffelements in das Werkstück verursacht, wodurch ein Sinker-Kontakt ausgebildet wird, der einen elektrischen Kontakt zu einer vergrabenen Schicht des Werkstücks herstellt;
6 eine Draufsicht auf die in 4a und 5 gezeigte Ausführungsform, die veranschaulicht, dass der Sinker-Kontakt einen elektrischen Kontakt zu der vergrabenen Schicht nahe den Enden der Isolationsgräben der diffusionsbeschränkenden Struktur herstellt;
7 und 8 eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine diffusionsbeschränkende Struktur einen innerhalb eines Inneren einer ersten Isolationsringstruktur ausgebildete zweite Isolationsringstruktur umfasst und wobei ein Sinker-Kontakt in einem Inneren der zweiten Isolationsringstruktur ausgebildet ist; und
9 und 10 eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine diffusionsbeschränkende Struktur einen Isolationsgraben umfasst, der sich teilweise durch die vergrabene Schicht und vollständig von einer Seite zur anderen Seite der Isolationsringstruktur erstreckt.
Entsprechende Zahlen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehen sich im Allgemeinen auf entsprechende Teile, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Figuren sind gezeichnet, um die relevanten Aspekte der bevorzugten Ausführungsformen klar zu veranschaulichen, und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Herstellung und Verwendung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen werden unten ausführlich erörtert. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfindungsgemäße Konzepte liefert, die in einer großen Vielfalt von spezifischen Kontexten verkörpert werden können. Die erörterten spezifischen Ausführungsformen sind lediglich veranschaulichend für spezifische Wege zum Herstellung und Verwenden der Erfindung und begrenzen nicht den Schutzbereich der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird bezüglich bevorzugter Ausführungsformen in einem spezifischen Kontext beschrieben, nämlich der Ausbildung von Sinker-Kontakten in Halbleiterbauelementen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können jedoch auch auf andere elektrische Verbindungsstrukturen und Verfahren zu deren Ausbildung in Halbleiterbauelementen angewendet werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liefern neuartige Halbleiterbauelemente, die neuartige Sinker-Kontakte und umgebende Isolationsstrukturen umfassen. Eine neuartige Isolationsstruktur, auf die hier als eine diffusionsbeschränkende Struktur Bezug genommen wird, wird nahe eines Sinker-Kontaktgebiets ausgebildet, um die Diffusion von Dotierstoffelementen des Sinker-Kontakts zu beschränken. Die diffusionsbeschränkenden Strukturen können völlig durch eine vergrabene Schicht ausgebildet sein, wobei Gebiete des Werkstücks zwischen den diffusionsbeschränkenden Strukturen und einer Isolationsringstruktur intakt bleiben, um einen elektrischen Kontakt zu der vergrabenen Schicht bereitzustellen. Bei anderen Ausführungsformen werden die diffusionsbeschränkenden Strukturen nur teilweise durch die vergrabene Schicht ausgebildet, um einen elektrischen Kontakt des Sinker-Kontakts zu der vergrabenen Schicht herzustellen, was hierin näher zu beschreiben ist.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Werkstück bereitgestellt, das eine unter einem oberen Abschnitt des Werkstücks vergrabene Schicht enthält. Eine Isolationsringstruktur, die die Gestalt eines Rings umfasst, der um das Gebiet herum ausgebildet ist, wo ein Sinker-Kontakt ausgebildet werden wird, ist innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks angeordnet, sich vollständig durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht erstreckend. Eine diffusionsbeschränkende Struktur ist innerhalb des inneren Gebiets der Isolationsringstruktur ausgebildet. Die diffusionsbeschränkende Struktur 114 oder 314 kann einen Graben umfassen, wie in 1 bis 4a, 5, 6, 9 und 10 gezeigt, einen segmentierten Graben, wie in 4b gezeigt, oder die diffusionsbeschränkende Struktur 214 kann ebenfalls eine Grabenringstruktur umfassen, wie in 7 und 8 gezeigt, was hierin näher beschrieben werden muss. Ein Sinker-Kontakt oder ein leitendes Gebiet ist innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks innerhalb eines Abschnitts des Inneren der Isolationsringstruktur ausgebildet. Der Sinker-Kontakt oder das leitende Gebiet umfasst mindestens ein Dotierstoffelement, das in den oberen Abschnitt des Werkstücks implantiert und diffundiert ist. Der Sinker-Kontakt ist an die vergrabene Schicht gekoppelt und stellt einen elektrischen Kontakt mit dieser her. Die diffusionsbeschränkende Struktur definiert mindestens einen Rand des Sinker-Kontakts oder leitenden Gebiets, was vorteilhafterweise ebenfalls hierin näher zu beschreiben ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden als nächstes unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Die 1 und 2 zeigen Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements 100 in verschiedenen Stadien der Herstellung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Zunächst unter Bezugnahme auf 1 wird ein Werkstück 102 bereitgestellt. Das Werkstück 102 kann ein Halbleitersubstrat enthalten, das Silizium oder andere Halbleitermaterialien umfasst, die von einer Isolierschicht bedeckt sind, als Beispiel. Das Werkstück 102 kann auch andere aktive Komponenten oder Schaltungen enthalten, nicht gezeigt. Das Werkstück 102 kann beispielsweise Siliziumoxid über einkristallinem Silizium umfassen. Das Werkstück 102 kann andere leitende Schichten oder andere Halbleiterelemente enthalten, zum Beispiel Transistoren, Dioden usw. Verbindungshalbleiter, GaAs, InP, Si/Ge oder SiC, als Beispiele, können anstelle von Silizium verwendet werden. Das Werkstück 102 kann ein SOI-Substrat (Silicon-On-Insulator) oder GOI-Substrat (Germanium-On-Insulator) umfassen, als Beispiele.
Eine vergrabene Schicht 104 ist in dem Werkstück 102 ausgebildet, wie in 1 gezeigt. Die vergrabene Schicht 104 umfasst bevorzugt eine leitende Schicht, die durch Implantieren von Dotierstoffen oder die Abscheidung eines dotierten halbleitenden Materials in situ ausgebildet werden kann, als Beispiele, wenngleich die vergrabene Schicht 104 unter Verwendung anderer Verfahren ausgebildet werden kann. Die vergrabene Schicht 104 kann eine Abmessung d₁ oder Dicke von etwa 5 μm umfassen, als Beispiel, wenngleich die vergrabene Schicht 104 auch andere Abmessungen umfassen kann. Die vergrabene Schicht 104 kann so geformt werden, dass sie ein beispielsweise nicht gezeigtes Muster aufweist (zum Beispiel rechteckig, gewinkelt, mäanderförmig oder andere Gestalten).
Ein oberer Abschnitt des Werkstücks 102 befindet sich wie gezeigt über der vergrabenen Schicht 104. Der obere Abschnitt des Werkstücks 102 kann durch epitaxiales Aufwachsen eines halbleitenden Materials auf einer im plantierten vergrabenen Schicht ausgebildet werden, als Beispiel. Eine andere Alternative zum Ausbilden der vergrabenen Schicht 104 besteht darin, die vergrabene Schicht 104 unter Verwendung einer hochenergetischen Implantierung direkt tief in das Substrat oder Werkstück 102 zu implantieren, als Beispiel. Der obere Abschnitt des Werkstücks 102 kann eine Dicke von etwa 5 μm umfassen und kann in einigen Ausführungsformen als Beispiel einen Dicke von etwa 1 bis 10 μm umfassen, wenngleich alternativ der obere Abschnitt des Werkstücks 102 andere Abmessungen umfassen kann.
Die vergrabene Schicht 104 kann bei einigen Ausführungsformen N-dotiertes Silizium umfassen, als Beispiel, wenngleich die vergrabene Schicht 104 bei einigen Anwendungen als weiteres Beispiel P-dotiertes Silizium umfassen kann. Die vergrabene Schicht 104 kann eine Blattlage umfassen, die stark dotiert ist, so dass sie leitend ist. Die vergrabene Schicht 104 kann an eines (in den Zeichnungen nicht gezeigten) aktiven Bereich des Werkstücks 104 gekoppelt sein. Der aktive Bereich kann einen Abschnitt eines Transistors umfassen, zum Beispiel eines Bipolartransistors oder eines DEMOS-Transistors (Drain Extended MOS), einer Diode, eines Kondensators, eines Logikbauelements, einer Speichereinrichtung, von anderen Schaltungselementen oder Kombinationen davon, als Beispiele. Der an die vergrabene Schicht 104 gekoppelte aktive Bereich kann in dem Werkstück 102 zum Beispiel vor oder nach den hierin beschriebenen Herstellungsprozessschritten ausgebildet werden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Herstellung eines elektrischen Kontakts zu der vergrabenen Schicht 104 beispielsweise durch Ausbilden eines Sinker-Kontakts, hierin noch näher zu beschreiben.
Als nächstes wird ein Maskierungsmaterial 106 über dem Werkstück 102 ausgebildet. Das Maskierungsmaterial 106 kann beispielsweise eine Schicht aus lichtempfindlichem Material wie etwa einen Fotolack umfassen. Das Maskierungsmaterial 106 kann auch eine Hartmaske und eine über der Hartmaske abgeschiedene Schicht aus Fotolack umfassen, als Beispiel, nicht gezeigt.
Das Maskierungsmaterial 106 wird unter Verwendung von Lithografie strukturiert, beispielsweise durch Exposition gegenüber Licht oder Strahlung, um eine Struktur von einer (nicht gezeigten) Lithografiemaske zu dem Maskierungsmaterial 106 zu transferieren, und das lichtempfindliche Material wird entwickelt. Exponierte Abschnitte des Werkstücks 102 werden unter Verwendung des strukturierten Maskierungsmaterials 106 als Maske weggeätzt, wie in 1 im Umriss gezeigt, wobei das Werkstück 102 mit mehreren Gräben strukturiert wird. Der Ätzprozess zum Ausbilden der Gräben kann beispielsweise einen Nass- oder Trockenätzprozess umfassen und kann bevorzugter einen reaktiven Ionenätzungsprozess (RIE) bei einigen Ausführungsformen umfassen, als Beispiel. Der Ätzprozess kann anisotrop, isotrop oder eine Kombination davon sein, als Beispiel. Die mehreren Gräben umfassen Strukturen für eine Isolationsringstruktur 112 und eine diffusionsbeschränkende Struktur 114, in 2 gezeigt, als Beispiel.
Die Gräben können sich längenmäßig erstrecken, zum Beispiel um etwa mehrere μm bis etwa 1 mm oder größer in das Papier hinein und aus dem Papier heraus, wie in 2 gezeigt, als Beispiel, wie in einer Draufsicht in 4a gezeigt, wobei die Gräben mit einem Füllmaterial 108/110 gefüllt worden sind. Die Gräben können in im Wesentlichen geraden Linien wie in 4a gezeigt verlaufen, oder sie können willkürliche Gestalten oder Wege umfassen, zum Beispiel können sie Ecken aufweisen oder mäanderförmig verlaufen. Die Gräben können eine L-Gestalt, eine S-Gestalt oder andere Gestalten über eine Oberfläche des Werkstücks 102 umfassen. Die Gräben für die Isolationsringstruktur 112 sind bevorzugt im Wesentlichen ringförmig, können jedoch auch quadratisch, rechteckig, oval, rund, trapezförmig oder hexagonal oder andere Gestalten aufweisen, die die diffusionsbeschränkende Struktur 114 und das Sinker-Kontaktgebiet kapseln, als Beispiel.
Bevorzugt werden die Strukturen für die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 unter Verwendung eines einzelnen Ätzprozesses und unter Verwendung eines einzelnen Maskierungsmaterials 106 und Lithografiemaske simultan ausgebildet, als Beispiel, wenngleich bei anderen Ausführungsformen die Strukturen für die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 alternativ unter Verwendung von zwei separaten Lithografieprozessen ausgebildet werden können, als Beispiel, nicht gezeigt.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements 100, nachdem die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 mit Füllmaterialien 108 und 110 gefüllt worden sind. Die Gräben für die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 werden unter Verwendung der gleichen Abscheidungs- und/oder Füllprozesse bevorzugt simultan gefüllt, als Beispiel. Die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 werden bevorzugt zuerst mit einem isolierenden Liner 108 gefüllt, und dann wird der Rest der Gräben für die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 mit einem Füllmaterial 110 gefüllt, das ein halbleitendes Material wie etwa Polysilizium oder amorphes Silizium bei einigen Ausführungsformen umfassen kann, als Beispiel.
Der optionale Liner 108 kann ein Nitrid, ein Oxid oder Kombinationen oder mehrere Schichten davon umfassen, als Beispiel. Der Liner 108 kann bei einigen Ausfüh rungsformen eine erste Schicht aus Siliziumdioxid und eine über der ersten Schicht aus Siliziumdioxid angeordnete zweite Schicht aus Siliziumnitrid umfassen, als Beispiel. Der Liner 108 umfasst bevorzugt eine Dicke von etwa 100 nm oder größer und umfasst besonders bevorzugt eine Dicke von etwa 1 μm oder weniger, als Beispiel, wenngleich der Liner 108 alternativ andere Abmessungen umfassen kann, als Beispiel. Der Liner 108 ist bevorzugt im Wesentlichen konform und weist die gleiche Dicke über allen Oberflächen der Gräben auf, wie gezeigt.
Das Verwenden eines Füllmaterials 110, das das gleiche Material wie das Werkstück 102 umfasst, kann bei einigen Anwendungen vorteilhaft sein, um Stresseigenschaften der Struktur des Halbleiterbauelements 100 zu verbessern, als Beispiel. Das Verwenden eines Füllmaterials 110, das das gleiche Material ist wie das Werkstück 102 oder ähnliche Stresseigenschaften des Werkstücks 102 aufweist, ist vorteilhaft, weil der Stress des Werkstücks 102 angepasst ist, als Beispiel. Alternativ können andere Materialien zum Füllen der Isolationsringstruktur 112 und der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 verwendet werden, als Beispiel.
Als weiteres Beispiel können die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 mit einem Liner 108 gefüllt sein, der ein Oxid oder Nitrid umfasst, als Beispiele, und dann kann ein isolierendes Füllmaterial 110 verwendet werden, um den Rest der Gräben zu füllen. Das Füllmaterial 110 kann unter Verwendung eines HARP^TM (High Aspect Ration Fill Process von der Firma Applied Materials, Inc.), eines Aufschleuderglases (SOG), FlowFill^TM von Trikon oder Tetraethyloxysilan (TEOS) ausgebildet werden, als Beispiele, wenngleich auch andere Isolatoren verwendet werden können. Das Füllmaterial 110 umfasst bevorzugt ein dielektrisches Material, das in der Regel in Halb leiterbauelementen für die flache Grabenisolation (STI) verwendet wird, wie etwa Siliziumdioxid, als Beispiel. Der Liner 108 ist optional; alternativ kann nur ein Füllmaterial 110, das einen Isolator umfasst, zum Füllen der Gräben verwendet werden, als Beispiel. Jedoch können zum Füllen des Grabens alternativ andere Prozesse und isolierende Materialien verwendet werden. Wenn ein isolierender Liner 108 verwendet wird, kann das Grabenfüllmaterial 110 auch ein leitendes Material wie etwa Polysilizium oder amorphes Silizium umfassen, die vorteilhafterweise Stress innerhalb der tiefen Grabenstrukturen 112 und 114 reduzieren können, als Beispiel.
Die Abmessung d₂ in 2 veranschaulicht die Tiefe und die Abmessung d₃ die Breite der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 innerhalb des Werkstücks 102. Die Abmessung d₂ kann beispielsweise etwa 20 μm umfassen, wenngleich alternativ die Abmessung d₂ andere Abmessungen umfassen kann. Die Abmessung d₃ kann beispielsweise etwa 3 μm umfassen, wenngleich die Abmessung d₃ alternativ andere Abmessungen umfassen kann. Die Abmessung d₄ veranschaulicht die Breite der Isolationsringstruktur 112. Die Abmessung d₄ kann beispielsweise etwa 3 μm umfassen, wenngleich die Abmessung d₄ alternativ andere Abmessungen umfassen kann.
Die Abmessung d₅ veranschaulicht den Abstand zwischen der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 und der Isolationsringstruktur 112 an einem der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 am nächsten liegenden Punkt. Die Abmessung d₅ kann beispielsweise etwa 2 bis 5 μm umfassen, wenngleich die Abmessung d₅ alternativ andere Abmessungen umfassen kann. Die Abmessung d₆ veranschaulicht die Tiefe der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 unter der vergrabenen Schicht 104. Die Abmessung d₆ kann beispielsweise etwa 5 μm oder weniger umfassen, wenngleich die Abmessung d₆ alternativ andere Abmessungen umfassen kann. Die Abmessung d₇ veranschau licht die Gesamttiefe der Isolationsringstruktur 112. Die Abmessung d₇ kann beispielsweise etwa 20 μm umfassen, wenngleich die Abmessung d₇ alternativ andere Abmessungen umfassen kann.
Die Abmessung d₄ der Isolationsringstruktur 112 wird hierin auch als eine erste Breite (zum Beispiel in den Ansprüchen) bezeichnet und die Abmessung d₃ der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 wird hierin auch als eine zweite Breite bezeichnet. Die zweite Breite d₃ ist bevorzugt im Wesentlichen die gleiche wie die erste Breite d₄ in den in 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen, als Beispiel. Während des Ätzprozesses werden somit Gräben ausgebildet, die im Wesentlichen die gleiche Tiefe für die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 aufweisen. Beispielsweise wird die Abmessung d₇ hierin auch als eine erste Tiefe bezeichnet und die Abmessung d₂ wird hierin auch als eine zweite Tiefe bezeichnet, wobei die zweite Tiefe d₂ bevorzugt im Wesentlichen die gleiche ist wie die erste Tiefe d₇ in der in 2 gezeigten Ausführungsform.
Die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 sind innerhalb eines oberen Abschnitts des Werkstücks 102 ausgebildet und erstrecken sich bevorzugt ganz durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht 104, wie gezeigt. Die Isolationsringstruktur 112 und die diffusionsbeschränkende Struktur 114 erstrecken sich bevorzugt auch ganz durch die vergrabene Schicht 104 und teilweise in einen Abschnitt des Werkstücks 102 unter der vergrabenen Schicht 104 um eine Abmessung d₆, wie in 2 gezeigt.
Nachdem der Liner 108 und das Füllmaterial 110 ausgebildet sind, kann ein chemisch-mechanischer Polierprozess (CMP) und/oder ein Ätzprozess verwendet werden, um den Liner 108 und das Füllmaterial 110 über der oberen Oberfläche des Werkstücks 102 zu beseitigen, wodurch die in 2 gezeigte Struktur zurückbleibt.
3 zeigt das Halbleiterbauelement 100 von 2 nach dem Maskieren des Werkstücks 102 mit einem Maskierungsmaterial 116 und nach dem Implantieren eines Dotierstoffelements 118 innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks 102 in einen Abschnitt des Inneren der Isolationsringstruktur 112. Das Dotierstoffelement 118 umfasst bevorzugt mindestens ein Dotierstoffelement; zum Beispiel kann das Dotierstoffelement 118 mehrere Dotierstoffelemente umfassen. Das Dotierstoffelement 118 wird bevorzugt in die obere Oberfläche des Werkstücks 102 in einem durch eine Innenwand der Isolationsringstruktur 112 und eine Seite der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 definiertem Sinker-Kontaktgebiet implantiert, als Beispiel, wie in 3 gezeigt, wodurch ein Sinker-Kontakt 120 ausgebildet wird.
Das Dotierstoffelement 118 umfasst bevorzugt bei einigen Ausführungsformen ein Material vom N-Typ, wenngleich das Dotierstoffelement 118 alternativ auch beispielsweise ein Material vom P-Typ umfassen kann. Das Dotierstoffelement 118 kann As, P, B oder andere Dotierstoffe oder Elemente umfassen, die in der Regel in Implantierungsprozessen verwendet werden, um ein halbleitendes Material wie etwa das Werkstück 102 leitender zu machen, als Beispiel.
4a zeigt eine Draufsicht auf das in 3 gezeigte Halbleiterbauelement 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Isolationsringstruktur 112 umfasst eine Ringgestalt und besitzt ein inneres Gebiet. Man beachte, dass die neuartige diffusionsbeschränkende Struktur 114 bei dieser Ausführungsform bevorzugt einen länglichen Isolationsgraben mit einer Länge oder Abmessung d₈ umfasst. Die Abmessung d₈ kann beispielsweise etwa 5 bis 100 μm umfassen, wenngleich die Abmessung d₈ alternativ andere Abmessungen umfassen kann. Der Isolationsgraben der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 ist bevorzugt an den Enden des Isolationsgrabens um eine Abmessung d₉ von der Isolationsringstruktur 112 beabstandet, wie gezeigt. Die Abmessung d₉ kann beispielsweise etwa 3 μm umfassen, wenngleich die Abmessung d₉ alternativ andere Abmessungen umfassen kann.
Das Dotierstoffelement 118 ist bevorzugt um eine Abmessung d₁₀ in das Werkstück 102 implantiert, die von den Enden der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 beabstandet ist. Die Abmessung d₁₀ kann beispielsweise etwa 3 μm oder größer umfassen, wenngleich die Abmessung d₁₀ alternativ andere Abmessungen umfassen kann. Die Abmessung d₁₀ ist beispielsweise bevorzugt bei einigen Ausführungsformen größer als die Abmessung d₉. Die Abmessung d₁₀ wird bevorzugt derart ausgewählt oder ausgelegt, dass das Dotierstoffelement 118 nach der Diffusion des Dotierstoffelements 118 und nach dem Eintreiben des Dotierstoffelements 118 des Sinker-Kontakts 120 nicht die rechte Seite der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 erreicht. Das Dotierstoffelement 118 übersteigt bevorzugt nicht den beschränkten Teil des Sinker-Kontakts 120, zum Beispiel das aktive Gebiet des Werkstücks 102 rechts von der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 in 4a. Mit anderen Worten ist der Implantierungsbereich des Sinker-Kontakts 120 bevorzugt kleiner als die diffusionsbeschränkende Struktur 114 um einen Abstand etwa gleich der Diffusionslänge während des nachfolgenden Sinker-Kontakt-120-Dotierstoffelement-118-Eintreibens, in 5 gezeigt (hierin später zu beschreiben).
Bei der in 4a in einer Draufsicht gezeigten Ausführungsform umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 114 einen Isolationsgraben, der sich von nahe einer ersten Seite der Isolationsringstruktur 112 zu nahe einer zweiten Seite der Isolationsringstruktur 112 erstreckt. Der Isolationsgraben der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 umfasst ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende, wobei das erste Ende und das zweite Ende des Isolationsgrabens von der Isolationsringstruktur 112 um eine Abmessung d₉ beabstandet sind, was eine elektrische Verbindung des Sinker-Kontakts 120 mit der vergrabenen Schicht 104 (siehe 5) nahe dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Isolationsgrabens der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 gestattet.
Bei einer in 4b gezeigten weiteren Ausführungsform ist die diffusionsbeschränkende Struktur 114 bevorzugt segmentiert, wobei sie eine unterbrochene diffusionsbeschränkende Struktur 114 umfasst, als Beispiel. Die Gräben für die diffusionsbeschränkende Struktur 114 in dieser Ausführungsform werden bevorzugt ausgebildet, indem ein Isolationsgraben mit dem inneren Gebiet der Isolationsringstruktur, die mehrere Grabensegmente umfasst, ausgebildet wird. Die Grabenstruktur der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 ist bevorzugt mit Material unterbrochen, das aus dem oberen Abschnitt des Werkstücks 102, der vergrabenen Schicht 104 und einem Abschnitt des unteren Abschnitt des Werkstücks 102 besteht, wobei die Breite des Werkstücks 102 und der vergrabenen Schicht 104 in dem Raum zwischen den Gräben eine Abmessung ähnlich oder gleich den Abständen d₉ am Ende der Grabensegmente umfasst, als Beispiel, wie gezeigt. Durch das Segmentieren des Grabens der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 erreicht man einen geringeren Widerstand für die Verbindung des Sinker-Kontakts 120 zu der vergrabenen Schicht 104 rechts von der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 in 4b, als Beispiel.
Bei der in 4b gezeigten Ausführungsform sind die implantierten Sinker-Kontakt-120-Gebiete bevorzugt geringfügig kleiner (zum Beispiel um die Diffusionslänge des Dotierstoffelements 118) als die Grabensegmente der diffusionsbeschränkenden Struktur 114. Die diffusionsbeschränkende Struktur 114 umfasst bevorzugt mehrere Gebiete der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 und der Sinker-Kontakt 120 umfasst mehrere Sinker-Kontakt-120-Gebiete. Die mehreren Sinker-Kontakt-120-Gebiete stellen jeweils eine elektrische Verbindung des Sinker-Kontakts 120 zu der vergrabenen Schicht 104 bereit, wodurch ein verbesserter elektrischer Kontakt des Sinker-Kontakts 120 zu der vergrabenen Schicht 104 mit niedrigerem Ohmschen Widerstand bereitgestellt wird.
Das Werkstück 102 wird dann unter Verwendung eines Temperprozesses 122 getempert, um das Dotierstoffelement 118 einzutreiben, wie in 5 gezeigt. Das Werkstück 102 kann für etwa eine Stunde oder mehr auf eine Temperatur von etwa 1000°C oder mehr erhitzt werden, wenngleich für den Temperprozess 122 andere Temperaturen und Zeitdauern ebenfalls verwendet werden können. Der Temperprozess oder -schritt 122 verursacht eine Diffusion des Dotierstoffelements 118 in die obere Oberfläche des Werkstücks 102, wodurch ein Sinker-Kontakt 120 ausgebildet wird, der einen elektrischen Kontakt mit der vergrabenen Schicht 104 innerhalb des Werkstücks 102 herstellt und damit gekoppelt ist. Ein Teil des Dotierstoffelements 118 kann in einen oberen Abschnitt der vergrabenen Schicht 104 unter der oberen Oberfläche 124 der vergrabenen Schicht 104 diffundieren, als Beispiel, wie gezeigt. Der Sinker-Kontakt 120 wird hierin beispielsweise auch als ein leitendes Gebiet bezeichnet.
Die diffusionsbeschränkende Struktur 114 beschränkt die seitliche Diffusion des Dotierstoffelements 118 innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks 102 während des Temperprozesses 122 auf mindestens einer Seite, zum Beispiel auf der Seite des Isolationsgrabens der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 in der in 4a in einer Draufsicht gezeigten Ausführungsform, wodurch ein Rand des Sinker-Kontakts 120 definiert wird. Der gegenüberliegende Rand des Sinker-Kontakts 120 wird durch die Innenwand der Isolationsringstruktur 112 definiert. Mit anderen Worten umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 114 einen Isolationsgraben, wobei der Isolationsgraben einen ersten Rand des leitenden Gebiets 120 definiert und die Isolationsringstruktur 112 einen zweiten Rand des leitenden Gebiets 120 definiert. Die in 4b in einer Draufsicht gezeigte Ausführungsform definiert auch einen ersten Rand des leitenden Gebiets 120 in der Gestalt von mehreren Segmenten.
6 zeigt eine Draufsicht auf die in 4a und 5 gezeigte Ausführungsform, die veranschaulicht, dass der Sinker-Kontakt 120 an den Enden der Isolationsgräben der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 einen elektrischen Kontakt zu der vergrabenen Schicht 104 herstellt. Weil die Enden der Isolationsgräben der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 offen sind, zum Beispiel bleibt das Werkstück 102 zwischen den Enden der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 und der Isolationsringstruktur 112 intakt, reicht die Diffusion des Dotierstoffelements 118 über die Enden der Isolationsgräben der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 hinaus, wie bei 126 gezeigt. Der elektrische Kontakt des durch die diffusionsbeschränkende Struktur 114 auf die vergrabene Schicht 104 auf der rechten Seite von 110 beschränkte Sinker-Kontakt 120 104 erfolgt um die Enden oder Ränder der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 herum. Bei der in 4b gezeigten Ausführungsform, die die segmentierte diffusionsbeschränkende Struktur 114 umfasst, wird der elektrische Kontakt des Sinker-Kontakts 120 zur vergrabenen Schicht 104 an den Enden und auch durch die Räume zwischen den Segmenten der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 hergestellt, als Beispiel. Die Enden der Isolationsgräben der diffusionsbeschränkenden Struktur 114 erstrecken sich in den in 4a und 4b gezeigten Ausführungsformen bevorzugt nicht ganz zu der Isolationsringstruktur 112, als Beispiel.
Bei der in 1 bis 4a, 5 und 6 gezeigten Ausführungsform beschränkt die neuartige diffusionsbeschränkende Struktur 114 die Diffusion des Sinker-Kontakt-120-Dotierstoffelements 118 in einer Dimension, wobei zum Beispiel die Gestalt des Sinker-Kontakts 120 auf einer Seite definiert wird. Bei der in 4b gezeigten Ausführungsform beschränkt die diffusionsbeschränkende Struktur 114 die Diffusion des Sinker-Kontakt-120-Dotierstoffelements 118 in Segmenten, ebenfalls auf einer Seite. Bei anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden diffusionsbeschränkende Strukturen verwendet, die weiterhin die Gestalt des Sinker-Kontakts 120 in zwei Dimensionen definieren.
Die 7 und 8 zeigen eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine diffusionsbeschränkende Struktur 214 eine innerhalb eines Inneren einer ersten Isolationsringstruktur 212 ausgebildete zweite Isolationsringstruktur 214 umfasst und wobei ein Sinker-Kontakt 220 im Inneren der zweiten Isolationsringstruktur 214 ausgebildet ist. Gleiche Zahlen werden für die verschiedenen Elemente verwendet, die in den 1 bis 6 beschrieben wurden. Zur Vermeidung einer Wiederholung wird jede in 7 und 8 gezeigte Referenzzahl hierin nicht wieder ausführlich beschrieben. Vielmehr werden ähnliche Materialien x02, x04, x06, x08 usw. bevorzugt für die verschiedenen gezeigten Materialschichten verwendet, wie sie für die 1 bis 6 beschrieben wurden, wobei x = 1 in 1 bis 6 und x = 2 in 7 und 8. Als Beispiel werden die bevorzugten und alternativen Materialien und Abmessungen, die für den Liner 108 und das Füllmaterial 110 in der Beschreibung für die 1 bis 6 beschrieben wurden, bevorzugt auch für den Liner 208 und das Füllmaterial 210 verwendet, die in 7 gezeigt sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Isolationsringstruktur 212 eine erste Isolationsringstruktur und umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 214 eine zweite Isolationsringstruktur, wobei die zweite Isolationsringstruktur 214 innerhalb der ersten Isolationsringstruktur 212 angeordnet ist. Das leitende Gebiet 220 oder Sinker-Kontakt ist innerhalb der zweiten Isolationsringstruktur 214 ausgebildet und angeordnet. Beispielsweise wird das mindestens eine Dotierstoffelement innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks 202 in ein Inneres der zweiten Isolationsringstruktur 214 implantiert.
Man beachte, dass bei dieser Ausführungsform, um einen elektrischen Kontakt mit der vergrabenen Schicht 204 herzustellen, sich die diffusionsbeschränkende Struktur 214 bevorzugt nicht ganz durch die vergrabene Schicht 204 erstreckt. Vielmehr erstreckt sich die diffusionsbeschränkende Struktur 214 bevorzugt teilweise durch die vergrabene Schicht 204, wie bei Abmessung d₁₂ in 7 gezeigt. Die Abmessung d₁₂ kann beispielsweise etwa 2 μm oder weniger umfassen, wenngleich die Abmessung d₁₂ alternativ andere Abmessungen umfassen kann.
Der Ätzprozess zum Ausbilden der Gräben für die Isolationsringstruktur 212 und die diffusionsbeschränkende Struktur 214 umfasst bei dieser Ausführungsform bevorzugt eine RIE-Ätzung, als Beispiel, und das Phänomen des RIE-Lag kann zum Ausbilden der Gräben verwendet werden. Bei einem RIE-Ätzprozess werden enge Öffnungen langsamer geätzt und führen zu flacheren Gräben als weite Öffnungen. Deshalb kann ein einzelner RIE-Prozess vorteilhafterweise sowohl zum Ausbilden von tiefen und flachen Gräben verwendet werden, indem Grabenöffnungen oder -breiten gewählt werden, mit denen die gewünschte Tiefe der Gräben erzielt wird.
Beispielsweise umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 214 bevorzugt eine Breite, die eine Abmessung d₁₁ umfasst, die bevorzugt kleiner ist als die Breite d₄ der Isolationsringstruktur 212, wie gezeigt. Die Abmessung d₁₁ kann beispielsweise etwa 2 μm oder weniger umfassen, wenngleich die Abmessung d₁₁ alternativ andere Abmessungen umfassen kann. Man beachte, dass die Abmessung d₁₁ hierin auch als eine zweite Breite (zum Beispiel in den Ansprüchen) bezeichnet wird und die Abmessung d₄ hierin auch als eine erste Breite bezeichnet wird, wobei die zweite Breite bei dieser Ausführungsform kleiner ist als die erste Breite. Die diffusionsbeschränkende Struktur 214 weist bevorzugt eine engere zweite Breite d₁₁ als die erste Breite d₄ der Isolationsringstruktur auf.
Eine flachere Tiefe d₁₃ der diffusionsbeschränkenden Struktur 214 kann erzielt werden, wenn eine RIE-Ätzung verwendet wird, die aufgrund der geringeren Breite d₁₁ der diffusionsbeschränkenden Struktur 214 zu einer flacheren Tiefe d₁₃ der diffusionsbeschränkenden Struktur 214 als die Tiefe der Isolationsringstruktur 212 führt. Der RIE-Lag des RIE-Prozesses bewirkt, dass die Isolationsringstruktur 212 tiefer in das Werkstück 202 als die diffusionsbeschränkende Struktur 214 ausgebildet wird. Mit anderen Worten umfasst die Isolationsringstruktur 212 eine erste Tiefe (in 7 nicht bezeichnet; siehe 2 bei Abmessung d₇) innerhalb des Werkstücks 202 und umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 214 eine zweite Tiefe oder Abmessung d₁₃ innerhalb des Werkstücks 202, wobei die zweite Tiefe d₁₃ kleiner ist als die erste Tiefe d₇. Die Abmessung d₁₃ kann beispielsweise etwa 11 μm oder weniger umfassen, wenngleich die Abmessung d₁₃ alternativ andere Abmessungen umfassen kann. Wegen des RIE-Lag werden die engeren Gräben der diffusionsbeschränkenden Struktur 214 nicht so tief ausgebildet wie die breiteren Gräben für die Isolationsringstruktur 212. Somit bilden die engeren Gräben der diffusionsbeschränkenden Struktur 214 einen schmalen isolierenden Ring, der gerade innerhalb der vergrabenen Schicht 204 einen Kontakt herstellt, so dass die diffusionsbeschränkende Struktur 214 den Sinker-Kontakt 220 vorteilhafterweise vollständig kapselt.
Die diffusionsbeschränkende Struktur 214 wird bei dieser Ausführungsform zum Definieren von mindestens zwei Rändern des leitenden Gebiets oder Sinker-Kontakts 220 verwendet. Bei der gezeigten Ausführungsform beispielsweise ist, weil der Kontakt auf allen vier Seiten des Sinker-Kontakts 220 durch die diffusionsbeschränkende Struktur 214 hergestellt wird, die Diffusion von Dotierstoffelementen von dem Sinker-Kontakt 220 auf allen Seiten beschränkt und ist an allen Rändern des Sinker-Kontakts 220 durch die Isolationsringstruktur 212 begrenzt.
Die Isolationsringstruktur 212 erstreckt sich bei dieser Ausführungsform bevorzugt ganz durch die vergrabene Schicht 204 und teilweise in einen Abschnitt des Werkstücks 202 unter der vergrabenen Schicht 204, und die diffusionsbeschränkende Struktur 214 erstreckt sich bevorzugt teilweise durch die vergrabene Schicht 204, wie in 7 gezeigt.
8 zeigt eine Draufsicht auf das in 7 gezeigte Halbleiterbauelement 200. Die Ringgestalt der diffusionsbeschränkenden Struktur 214 ist beispielsweise in der Ansicht von 8 sichtbar. Die diffusionsbeschränkende Struktur 214 kann eine Breite in der Draufsicht oder eine Abmessung d₁₄ von beispielsweise etwa 5 μm oder größer umfassen, wenngleich alternativ die Abmessung d₁₄ andere Abmessungen umfassen kann. Die diffusionsbeschränkende Struktur 214 kann eine Länge oder Abmessung d₁₅ von beispielsweise etwa 5 μm oder weniger umfassen, wenngleich alternativ die Abmessung d₁₅ andere Abmessungen umfassen kann.
Die 9 und 10 zeigen eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine diffusionsbeschränkende Struktur 314 einen Isolationsgraben umfasst, der sich teilweise durch die vergrabene Schicht 304 und ganz von einer Seite zur anderen der Isolationsringstruktur 312 erstreckt. Wieder werden gleiche Zahlen verwendet, um die 9 und 10 zu beschreiben, die zum Beschreiben der vorausgegangenen Zeichnungen verwendet wurden, und zur Vermeidung einer Wiederholung wird jedes in 9 und 10 gezeigte Element hierin nicht wieder ausführlich beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 314 einen Graben, der sich ganz von einer ersten Seite der Isolationsringstruktur 312 zu einer zweiten Seite der Isolationsringstruktur 312 erstreckt. Um jedoch einen elektrischen Kontakt zwischen der vergrabenen Schicht 304 und dem Sinker-Kontakt 320 bereitzustellen, erstrecken sich die Isolationsgräben, die die diffusionsbeschränkende Struktur 314 umfassen, bevorzugt nur teilweise in die vergrabene Schicht 304, so dass ein elektrischer Kontakt zu anderen Gebieten der vergrabenen Schicht 304 hergestellt werden kann (zum Beispiel rechts von den in 9 und 10 gezeigten Isolationsgräben 314).
Die diffusionsbeschränkende Struktur 314 wird in dieser Ausführungsform zum Definieren von mindestens zwei Rändern des leitenden Gebiets oder Sinker-Kontakts 320 verwendet. Weil ein Kontakt ganz zu beiden Seiten der Isolationsringstruktur 312 hergestellt wird, ist die Diffusion von Dotierstoffelementen von dem Sinker-Kontakt 320 auf drei Seiten durch die Isolationsringstruktur 312 beschränkt, und die Diffusion ist auf einer Seite oder an einem Rand durch die diffusionsbeschränkende Struktur 314 beschränkt. Die Länge oder Abmessung d₁₆ der diffusionsbeschränkenden Struktur 314 kann beispielsweise etwa 5 bis 100 μm umfassen, wenngleich alternativ die Abmessung d₁₆ andere Abmessungen umfassen kann.
Bei dieser Ausführungsform umfasst wie bei der in 7 und 8 gezeigten Ausführungsform die Isolationsringstruktur 312 eine eine erste Breite umfassende Abmessung d₄ und umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 314 eine hierin auch als zweite Breite bezeichnete Abmessung d₁₁, wobei die zweite Breite d₁₁ kleiner ist als die erste Breite d₄. Weil die diffusionsbeschränkende Struktur 314 enger ist als die Isolationsringstruktur 312, wenn der Ätzprozess zum Ausbilden der Gräben für die Isolationsringstruktur 312 und die diffusionsbeschränkende Struktur 314 einen RIE-Prozess umfasst, was bevorzugt wird, verursacht ein RIE-Lag des RIE-Prozesses vorteilhafterweise, dass die Isolationsringstruktur 312 tiefer in das Werkstück 302 ausgebildet wird als die diffusionsbeschränkende Struktur 314. Weil die diffusionsbeschränkende Struktur 314 enger ist, werden die Gräben nicht ganz durch die vergrabene Schicht 304 ausgebildet, so dass ein elektrischer Kontakt durch den Sinker-Kontakt 320 zur vergrabenen Schicht 304 hergestellt wird. Somit umfasst die Isolationsringstruktur 312 eine erste Tiefe (in 2 gezeigte Abmessung d₇) innerhalb des Werkstücks 302 und umfasst die diffusionsbeschränkende Struktur 314 eine hierin auch als eine zweite Tiefe d₁₃ bezeichnete Abmessung d₁₃ innerhalb des Werkstücks, wobei die zweite Tiefe d₁₃ kleiner ist als die erste Tiefe d₇.
Wie bei der in 7 und 8 gezeigten Ausführungs form erstreckt sich die Isolationsringstruktur 312 bevorzugt ganz durch die vergrabene Schicht 304 und teilweise in einen Abschnitt des Werkstücks 302 unter der vergrabenen Schicht 304, um eine adäquate Isolation gegenüber benachbarten Bauelementen in dem Werkstück 302 sicherzustellen, als Beispiel, nicht gezeigt. Die diffusionsbeschränkende Struktur 314 erstreckt sich bevorzugt nur teilweise durch die vergrabene Schicht 304, um einen elektrischen Kontakt mit der vergrabenen Schicht 304 sicherzustellen, wie bei Abmessung d₁₂ gezeigt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind von Vorteil, wenn sie zum Ausbilden von Sinker-Kontakten 120, 220 und 320, zum Beispiel in Bipolarbauelementen, verwendet werden. Die Sinker-Kontakte 120, 220 und 320 können beispielsweise zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zu einer vergrabenen Schicht 104, 204 oder 304 verwendet werden, die als ein in einem Bipolartransistor verwendeter stark dotierter Teilkollektor fungiert. Ein weiteres Beispiel einer Anwendung, in der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert werden können, ist bei intelligenten Leistungstechnologien, wo eine vergrabene Schicht 104, 204 oder 304 eine Hochspannungsisolation von dem Substrat 102, 202 oder 302 bereitstellen kann. Bei derartigen Anwendungen muss die vergrabene Schicht 104, 204 oder 304 elektrisch durch einen Sinker-Kontakt 120, 220 oder 320 verbunden sein, als Beispiel. Ein weiteres Beispiel einer Anwendung, in der die neuartigen Sinker-Kontakte 120, 220 und 320 von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementiert werden können, was oftmals in intelligenten Leistungstechnologien anzutreffen ist, als Beispiel, ist bei vertikalen Drain-Extended-MOS-Transistoren, bei denen eine verlängerte Drainelektrode vertikal in der Epitaxie auf einer vergrabenen Schicht 104, 204 oder 304 ausgebildet ist. Bei solchen Anwendungen kann der Sinker-Kontakt 120, 220 oder 320 beispielsweise direkt als ein Drainkontakt fungieren. Alternativ können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in anderen Anwendungen implementiert werden.
Bei den in den Zeichnungen gezeigten Halbleiterbauelementen 100, 200 und 300 kann über und neben dem leitenden Gebiet oder Sinker-Kontakt 120, 220 und 320 eine Leitung, ein leitendes Pad oder ein Kontakt ausgebildet oder angeordnet sein, wobei das leitende Gebiet 120, 220 und 320 eine elektrische Verbindung der Leitung, des leitenden Pads oder Kontakts zu einem aktiven Bereich des Werkstücks 102, 202 und 302 bereitstellt, als Beispiel.
Mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lassen sich technische Vorteile erzielen, indem neuartige Strukturen für Sinker-Kontakte 120, 220 und 320 und neuartige Verfahren zu deren Herstellung bereitgestellt werden. Die Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 können unter Verwendung der neuartigen diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 innerhalb der Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kleiner ausgeführt werden. Die Breite der Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 kann bei Halbleiterbauelementdesigns reduziert werden, so dass der Flächeninhalt vorteilhafterweise für aktive Bereiche und andere Bauelemente und Komponenten anstatt für Sinker-Kontaktbereiche verwendet werden kann. Kleinere Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 können verwendet werden, wobei die Isolationsringstrukturen kleiner sind und weniger Platz erfordern und dennoch die Sinker-Kontakte 120, 220 und 320 weiterhin effektiv gegenüber benachbarten Bauelementen der Werkstücks 102, 202 und 302 isolieren. Weiterhin können benachbarte Bauelemente in dem Werkstück 102, 202 und 302 näher an den Sinker-Kontakten 120, 220 und 320 platziert werden, weil die diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 und die Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 eine Grabenisolation zur benachbarten Bauelementen bereitstellen. Somit können Halbleiterbauelemente 100, 200 und 300 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung von der Größe her weiter herunter skaliert werden.
Die Breiten und seitlichen Größen von Sinker-Kontakten 120, 220 und 320 können auch herabgesetzt werden, indem zum Beispiel die Breite der Diffusion des Sinker-Kontakts 120, 220 und 320 unter Verwendung der hierin beschriebenen neuartigen diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 gesteuert und begrenzt wird. Das Implementieren der diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 in einem Halbleiterbauelement 100, 200 und 300 gestattet das Ausbilden von kleineren Sinker-Kontakten 120, 220 und 320. Bei einigen Anwendungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Sinker-Kontakte 120, 220 und 320 erreicht werden, die eine Breite von einigen μm oder weniger umfassen, als Beispiel.
Vorteilhafterweise werden die diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 bevorzugt simultan mit der Ausbildung der Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 ausgebildet, so dass zum Ausbilden der neuartigen diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 keine zusätzlichen Lithografiemasken, Lithografiebelichtungsschritte, Entwicklungsschritte, Ätzschritte und/oder Abscheidungsschritte erforderlich sind. Somit lassen sich die neuartigen diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 und Sinker-Kontakte 120, 220 und 320 beispielsweise in Herstellungsprozessflüssen leicht und preiswert implementieren.
Der RIE-Lag eines zum Ausbilden von Gräben für die Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 und diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 verwende ten RIE-Ätzprozesses können vorteilhafterweise genutzt werden, um eine gewünschte Tiefe der diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 zu erreichen, indem Breiten der Gräben für die diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 gewählt werden, die die gewünschte Tiefe der diffusionsbeschränkenden Strukturen 114, 214 und 314 während des jeweiligen RIE-Prozesses erreichen werden, der zum Ausbilden der Isolationsringstrukturen 112, 212 und 312 verwendet wird, als Beispiel.
Wenngleich Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile ausführlich beschrieben worden sind, versteht sich, dass daran verschiedene Änderungen, Substitutionen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abzuweichen. Beispielsweise wird der Fachmann ohne weiteres verstehen, dass viele der hierin beschriebenen Merkmale, Funktionen, Prozesse und Materialien variiert werden können und dabei innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung bleiben. Zudem soll der Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen des Prozesses, der Maschine, der Herstellung, der Materiezusammensetzung, der Mittel, der Verfahren und Schritte begrenzt sein, die in der Spezifikation beschrieben sind. Wie der Durchschnittsfachmann ohne weiteres anhand der Offenbarung der vorliegenden Erfindung versteht, können gemäß der vorliegenden Erfindung Prozesse, Maschinen, Herstellung, Materiezusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte, die gegenwärtig existieren oder später zu entwickeln sind, die im Wesentlichen die gleiche Funktion erfüllen oder im Wesentlichen das gleiche Ergebnis wie die hierin beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen erzielen, genutzt werden. Dementsprechend sollen die beigefügten Ansprüche innerhalb ihres Schutzbereichs solche Prozesse, Maschinen, Herstellung, Materiezusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte beinhalten.

Claims

Halbleiterbauelement, umfassend: ein Werkstück, das eine unter einem oberen Abschnitt des Werkstücks angeordnete vergrabene Schicht enthält; eine innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks angeordnete Isolationsringstruktur, sich vollständig durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht erstreckend, wobei die Isolationsringstruktur einen Ring mit einem inneren Gebiet umfasst; eine innerhalb des inneren Gebiets der Isolationsringstruktur angeordnete diffusionsbeschränkende Struktur; und ein innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks innerhalb eines Abschnitts des Inneren der Isolationsringstruktur angeordnetes leitendes Gebiet, wobei das leitende Gebiet mindestens ein Dotierstoffelement umfasst, das in den oberen Abschnitt des Werkstücks implantiert und diffundiert ist, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur mindestens einen Rand des leitenden Gebiets definiert und wobei das leitende Gebiet an die vergrabene Schicht gekoppelt ist.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur einen Graben umfasst, wobei der Graben einen ersten Rand des leitenden Gebiets definiert, wobei der Graben ein darin angeordnetes isolierendes Material enthält und wobei die Isolationsringstruktur einen zweiten Rand des leitenden Gebiets definiert.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, wobei sich der Graben von nahe einer ersten Seite der Isolationsringstruktur zu nahe einer zweiten Seite der Isolationsringstruktur erstreckt, wobei der Graben von der Isolationsringstruktur beabstandet ist.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, wobei sich der Graben ganz von einer ersten Seite der Isolationsringstruktur zu einer zweiten Seite der Isolationsringstruktur erstreckt.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur mindestens zwei Ränder des leitenden Gebiets definiert.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die Isolationsringstruktur eine erste Isolationsringstruktur umfasst, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur eine zweite Isolationsringstruktur umfasst, wobei die zweite Isolationsringstruktur innerhalb der ersten Isolationsringstruktur angeordnet ist, und wobei das leitende Gebiet innerhalb der zweiten Isolationsringstruktur angeordnet ist.
Halbleiterbauelement, umfassend: ein Werkstück, das eine unter einem oberen Abschnitt des Werkstücks angeordnete vergrabene Schicht enthält, wobei die vergrabene Schicht leitend ist und an einen aktiven Bereich des Werkstücks gekoppelt ist; eine innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks angeordnete Isolationsringstruktur, sich vollständig durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht erstreckend, wobei die Isolationsringstruktur einen Ring mit einem inneren Gebiet umfasst; eine innerhalb des inneren Gebiets der Isolationsringstruktur angeordnete diffusionsbeschränkende Struktur; und ein innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks innerhalb eines Abschnitts des Inneren der Isolationsringstruktur angeordnetes leitendes Gebiet, wobei das leitende Gebiet mindestens ein Dotierstoffelement umfasst, das in den oberen Abschnitt des Werkstücks implantiert und diffundiert ist, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur mindestens einen Rand des leitenden Gebiets definiert, wobei die Isolationsringstruktur das leitende Gebiet von in dem Werkstück angeordneten benachbarten Bauelementen isoliert und wobei das leitende Gebiet einen elektrischen Kontakt zu der vergrabenen Schicht herstellt.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, wobei die Isolationsringstruktur eine erste Breite umfasst und wobei die diffusionsbeschränkende Struktur eine zweite Breite umfasst, wobei die zweite Breite im Wesentlichen die gleiche ist wie die erste Breite.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, wobei die Isolationsringstruktur eine erste Breite umfasst und wobei die diffusionsbeschränkende Struktur eine zweite Breite umfasst, wobei die zweite Breite kleiner ist als die erste Breite.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, wobei die Isolationsringstruktur eine erste Tiefe innerhalb des Werkstücks umfasst und wobei die diffusionsbeschränkende Struktur eine zweite Tiefe innerhalb des Werkstücks umfasst, wobei die zweite Tiefe im Wesentlichen die gleiche ist wie die erste Tiefe.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, wobei die Isolationsringstruktur eine erste Tiefe innerhalb des Werkstücks umfasst und wobei die diffusionsbeschränkende Struktur eine zweite Tiefe innerhalb des Werkstücks umfasst, wobei die zweite Tiefe kleiner ist als die erste Tiefe.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, weiterhin umfassend eine Leitung, ein leitendes Pad oder einen Kontakt, über und bei dem leitenden Gebiet angeordnet, und wobei das leitende Gebiet eine elektrische Verbindung der Leitung, des leitenden Pads oder des Kontakts zu dem aktiven Bereich des Werkstücks bereitstellt.
Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, wobei der aktive Bereich einen Abschnitt eines Transistors, einer Diode, eines Kondensators, eines Logikbauelements, eines Speicherbauelements, von anderen Schaltungselementen oder Kombinationen davon umfasst.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Werkstücks mit einer darin angeordneten vergrabenen Schicht; Ausbilden einer Isolationsringstruktur innerhalb eines oberen Abschnitts des Werkstücks, wobei sich die Isolationsringstruktur ganz durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht erstreckt, wobei die Isolationsringstruktur einen Ring mit einem inneren Gebiet umfasst; Ausbilden einer diffusionsbeschränkenden Struktur innerhalb des inneren Gebiets der Isolationsringstruktur; Implantieren mindestens eines Dotierstoffelements innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks in einen Abschnitt des Inneren der Isolationsringstruktur; und Erhitzen des Werkstücks, wodurch bewirkt wird, dass das mindestens ein Dotierstoffelement innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks diffun diert und ein leitendes Gebiet bildet, wobei das leitende Gebiet an die vergrabene Schicht gekoppelt ist, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur eine seitliche Diffusion des mindestens einen Dotierstoffelements innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks auf mindestens einer Seite beschränkt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden eines Grabens innerhalb der Isolationsringstruktur und das Anordnen eines isolierenden Materials innerhalb des Grabens umfasst; und wobei das Implantieren des mindestens einen Dotierstoffelements innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks das Implantieren des mindestens einen Dotierstoffelements zwischen dem Graben und einer Seite der Isolationsringstruktur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden eines isolierenden Liners innerhalb des Grabens und das Ausbilden eines halbleitenden Materials über dem isolierenden Liner innerhalb des Grabens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ausbilden der Isolationsringstruktur das Ausbilden einer ersten Isolationsringstruktur umfasst, wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden einer zweiten Isolationsringstruktur umfasst, wobei die zweite Isolationsringstruktur innerhalb der ersten Isolationsringstruktur angeordnet ist, wobei das Implantieren des mindestens einen Dotierstoffelements innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks in den Abschnitt des Inneren der ersten Isolationsringstruktur das Implantieren des mindestens einen Dotierstoffelements in ein Inneres der zweiten Isolationsringstruktur umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ausbilden der Isolationsringstruktur und das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden eines Maskierungsmaterials über dem Werkstück, das Strukturieren des Maskierungsmaterials mit einer Struktur für die Isolationsringstruktur und die diffusionsbeschränkende Struktur, das Wegätzen von Abschnitten des Werkstücks unter Verwendung des Maskierungsmaterials als Maske und das Beseitigen des Maskierungsmaterials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ausbilden der Isolationsringstruktur und das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das gleichzeitige Ausbilden der Isolationsringstruktur und der diffusionsbeschränkenden Struktur unter Verwendung eines einzelnen Ätzprozesses umfasst.
Verfahren zum Ausbilden eines Sinker-Kontakts für ein Halbleiterbauelement, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Werkstücks mit einer darin angeordneten vergrabenen Schicht, wobei die vergrabene Schicht leitend ist und an einen aktiven Bereich des Werkstücks gekoppelt ist; Ausbilden einer Isolationsringstruktur innerhalb eines oberen Abschnitts des Werkstücks, wobei sich die Isolationsringstruktur ganz durch mindestens einen Abschnitt der vergrabenen Schicht erstreckt, wobei die Isolationsringstruktur einen Ring mit einem inneren Gebiet umfasst; Ausbilden einer diffusionsbeschränkenden Struktur innerhalb des inneren Gebiets der Isolationsringstruktur; Implantieren mindestens eines Dotierstoffelements innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks in einen Abschnitt des Inneren der Isolationsringstruktur; und Erhitzen des Werkstücks, wodurch bewirkt wird, dass das mindestens eine Dotierstoffelement innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks diffundiert und den Sinker-Kontakt bildet, wobei der Sinker-Kontakt an die vergrabene Schicht gekoppelt ist, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur eine seitliche Diffusion des mindestens einen Dotierstoffelements innerhalb des oberen Abschnitts des Werkstücks auf mindestens einer Seite beschränkt, wodurch mindestens ein Rand des Sinker-Kontakts definiert wird und wobei die Isolationsringstruktur den Sinker-Kontakt von einem benachbarten Bauelement des Werkstücks isoliert.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die diffusionsbeschränkende Struktur enger ist als die Isolationsringstruktur, wobei der einzelne Ätzprozess einen reaktiven Ionenätzprozess (RIE) umfasst und wobei der RIE-Lag des RIE-Prozesses bewirkt, dass die Isolationsringstruktur tiefer in das Werkstück als die diffusionsbeschränkende Struktur ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Ausbilden der Isolationsringstruktur das Ausbilden einer Isolationsringstruktur umfasst, die sich ganz durch die vergrabene Schicht und teilweise in einen Abschnitt des Werkstücks unter der vergrabenen Schicht erstreckt, und wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden einer diffusionsbeschränkenden Struktur umfasst, die sich teilweise durch die vergrabene Schicht erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden eines Isolationsgrabens umfasst, der sich von nahe einer ersten Seite der Isolationsringstruktur zu nahe einer zweiten Seite der Isolationsringstruktur erstreckt, wobei der Isolationsgraben ein erstes Ende und ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende umfasst, wobei das erste Ende und das zweite Ende des Isolationsgrabens von der Isolationsringstruktur beabstandet sind, was eine elektrische Verbindung des Sinker-Kontakts zu der vergrabenen Schicht nahe dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Isolationsgrabens gestattet.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Ausbilden des Isolationsgrabens das Ausbilden eines Isolationsgrabens umfasst, der mehrere Grabensegmente umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Ausbilden der Isolationsringstruktur das Ausbilden einer Isolationsringstruktur mit einer ersten Breite und einer ersten Tiefe umfasst, und wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden einer Isolationsringstruktur mit einer zweiten Breite und einer zweiten Tiefe umfasst, wobei die erste Tiefe im Wesentlichen die gleiche ist wie die zweite Tiefe und wobei die erste Breite im Wesentlichen die gleiche ist wie die zweite Breite und wobei die erste Tiefe und die zweite Tiefe sich ganz durch die vergrabene Schicht und teilweise in einen Abschnitt des Werkstücks unter der vergrabenen Schicht erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden eines Isolationsgrabens umfasst, der sich ganz von einer ersten Seite der Isolationsringstruktur zu einer zweiten Seite der Isolationsringstruktur erstreckt, wobei das Ausbilden der Isolationsringstruktur das Ausbilden einer Isolationsringstruktur umfasst, die sich ganz durch die vergrabene Schicht und teilweise in einen Abschnitt des Werkstücks unter der vergrabenen Schicht erstreckt und wobei das Ausbilden des Isolationsgrabens der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden eines Isolationsgrabens umfasst, der sich teilweise durch die vergrabene Schicht erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Ausbilden der Isolationsringstruktur das Ausbilden einer ersten Isolationsringstruktur umfasst, wobei das Ausbilden der diffusionsbeschränkenden Struktur das Ausbilden einer zweiten Isolationsringstruktur umfasst, wobei die zweite Isolationsringstruktur innerhalb der ersten Isolationsringstruktur angeordnet ist, wobei das Implantieren des mindestens einen Dotierstoffelements das Implantieren des mindestens einen Dotierstoffs innerhalb der zweiten Isolationsringstruktur umfasst, wobei das Ausbilden der ersten Isolationsringstruktur das Ausbilden einer Isolationsringstruktur umfasst, die sich ganz durch die vergrabene Schicht und teilweise in einen Abschnitt des Werkstücks unter der vergrabenen Schicht erstreckt und wobei das Ausbilden der zweiten Isolationsringstruktur das Ausbilden einer zweiten Isolationsringstruktur umfasst, die sich teilweise durch die vergrabene Schicht erstreckt.