The present invention relates to the formation of trench isolation
structures that isolate active areas and a preferred doping in the
fabrication of a CMOS device with a minimized number of masks. Ions of a
P-type dopant are implanted into a semiconductor substrate having therein
a P-well and an N-well. Each of the N-well and P-well has therein a
trench. The ions of the P-type dopant are implanted beneath each of the
trenches in the P-well and the N-well to create a first P-type dopant
concentration profile in the semiconductor substrate, wherein the P-well
and the N-well are substantially unimplanted by the ions of the P-type
dopant in active areas adjacent to the respective trenches therein. A
second implanting ions of a P-type dopant is made into the semiconductor
substrate. The second implanting is beneath each of the trenches in the
P-well and the N-well to form a second P-type dopant concentration
profile. The second implanting is also though one or more barrier layers
on the semiconductor substrate into the P-well and the N-well in active
areas adjacent to each of the trenches in the P-well and the N-well to
form a third P-type dopant concentration profile, wherein the second and
third P-type dopant concentration profiles are simultaneously formed.
Next, the respective trenches in each of the P-well and N-well are
substantially filled with a dielectric material. Ions of an N-type dopant
are then implanted into the N-well, wherein the P-well is substantially
unimplanted by the ions of the N-type dopant, and wherein the N-well has
therein a concentration of the N-type dopant that is substantially greater
than the P-type dopant therein. The N-type dopant dopes active areas in
the N-well so as to achieve a desired threshold voltage.
Η παρούσα εφεύρεση αφορά το σχηματισμό των δομών απομόνωσης τάφρων που απομονώνουν τις ενεργές περιοχές και μια προτιμημένη νάρκωση στην επεξεργασία μιας συσκευής CMOS με έναν ελαχιστοποιημένο αριθμό μασκών. Τα ιόντα ενός υλικού πρόσμιξης π-τύπων εμφυτεύονται σε ένα υπόστρωμα ημιαγωγών που έχει εκεί μέσα ένα π-φρεάτιο και ένα ν-φρεάτιο. Κάθε ένα από το ν-φρεάτιο και έχει π-καλά εκεί μέσα μια τάφρο. Τα ιόντα του υλικού πρόσμιξης π-τύπων εμφυτεύονται κάτω από κάθε μια από τις τάφρους στο π-φρεάτιο και το ν-φρεάτιο για να δημιουργήσει ένα πρώτο σχεδιάγραμμα συγκέντρωσης υλικού πρόσμιξης π-τύπων στο υπόστρωμα ημιαγωγών, όπου το π-φρεάτιο και το ν-φρεάτιο είναι ουσιαστικά από τα ιόντα του υλικού πρόσμιξης π-τύπων στις ενεργές περιοχές δίπλα στις αντίστοιχες τάφρους εκεί μέσα. Ένα δευτερόλεπτο που εμφυτεύει τα ιόντα ενός υλικού πρόσμιξης π-τύπων γίνεται στο υπόστρωμα ημιαγωγών. Η δεύτερη εμφύτευση πρόκειται κάτω από κάθε μια από τις τάφρους στο π-φρεάτιο και το ν-φρεάτιο να διαμορφώσει ένα δεύτερο σχεδιάγραμμα συγκέντρωσης υλικού πρόσμιξης π-τύπων. Η δεύτερη εμφύτευση είναι επίσης αν και ένα ή περισσότερα στρώματα εμποδίων στο υπόστρωμα ημιαγωγών στο π-φρεάτιο και το ν-φρεάτιο στις ενεργές περιοχές δίπλα σε κάθε μια από τις τάφρους στο π-φρεάτιο και το ν-φρεάτιο για να διαμορφώσει ένα τρίτο σχεδιάγραμμα συγκέντρωσης υλικού πρόσμιξης π-τύπων, όπου τα δεύτερα και τρίτα σχεδιαγράμματα συγκέντρωσης υλικού πρόσμιξης π-τύπων διαμορφώνονται ταυτόχρονα. Έπειτα, τις αντίστοιχες τάφρους σε κάθε ένα από το π-φρεάτιο και ν-καλά γεμίζουν ουσιαστικά με ένα διηλεκτρικό υλικό. Τα ιόντα ενός υλικού πρόσμιξης ν-τύπων εμφυτεύονται έπειτα στο ν-φρεάτιο, όπου το π-φρεάτιο είναι ουσιαστικά από τα ιόντα του υλικού πρόσμιξης ν-τύπων, και όπου το ν-φρεάτιο έχει εκεί μέσα μια συγκέντρωση του υλικού πρόσμιξης ν-τύπων που είναι ουσιαστικά μεγαλύτερο από το υλικό πρόσμιξης π-τύπων εκεί μέσα. Το υλικό πρόσμιξης ν-τύπων ναρκώνει τις ενεργές περιοχές στο ν-φρεάτιο ώστε να επιτευχθεί μια επιθυμητή τάση κατώτατων ορίων.
