[發(fā)明專利]在槽內(nèi)形成襯墊的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01143586.0
• 申請日: 2001-12-13
• 公開（公告）號: CN1359146A
• 公開（公告）日: 2002-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 阿恩·W·巴蘭坦;杰弗里·S·布朗;杰弗里·D·吉爾伯特;詹姆斯·J·圭恩利萬;詹姆斯·A·斯林克曼;安東尼·C·斯佩蘭扎
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: H01L21/76
• 分類號: H01L21/76;H01L21/762
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨,王志森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體制造技術(shù)，具體涉及一種在半導體制造過程中在槽內(nèi)形成襯墊的方法。

背景技術(shù)

為了實現(xiàn)防止載流子經(jīng)過基板滲透到相鄰元件的目的，在集成電路內(nèi)形成隔離結(jié)構(gòu)。例如，在標準CMOS(補償型金屬氧化物半導體)晶體管工藝中，在半導體基板內(nèi)刻蝕隔離槽，并通過氧化在槽內(nèi)形成襯墊(liner)。為了諸多原因進行襯墊氧化，該原因包括：對槽的彎角的圓化，以提供更好的擊穿特性；高質(zhì)量介電層的形成；形成易于填充的槽結(jié)構(gòu)；對來自RIE(反應離子刻蝕)的損傷的鈍化；摻雜效應的最小化；以及對槽隔離的電學特性的提高。

歷史上，標準分批處理爐(batch?furnace)工藝被用于執(zhí)行襯墊氧化。這種工藝一般提供一些圓的襯墊彎角，還在槽的側(cè)壁上提供較高質(zhì)量的氧化物。然而，通過標準分批處理爐工藝生長的氧化物不是特別相似。具體地，氧化物一般形成面包塊形結(jié)構(gòu)。而這使得側(cè)壁生長后殘余的槽在一定程度上難以通過當前可用的沉積工藝填充。另外，雖然使用標準分批處理爐工藝后一些圓的彎角確實出現(xiàn)了，但是這種圓角不足以滿足當前現(xiàn)有技術(shù)的器件的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于在槽內(nèi)形成襯墊的方法，該襯墊在槽的頂部和底部具有改善的圓角并且具有相似的結(jié)構(gòu)。具體地，本發(fā)明的方法包括在槽內(nèi)形成襯墊，其中該襯墊在槽的頂部和底部具有圓角，并且該方法包括通過快速熱氧化形成襯墊。

另外，本發(fā)明涉及通過以上公開的方法形成的襯壁槽。通過本發(fā)明獲得的襯墊沿槽的側(cè)壁具有均勻的生長并具有減小的應力。

簡單地通過對實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選模式的說明，從以下被圖示和描述為本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述中，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易變得清楚。將意識到的是，本發(fā)明可以有其它不同的實施例，并且，在多個顯而易見的方面上，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，其若干細節(jié)可以被修改。因而，該描述在本質(zhì)上應被理解為說明性的而非限制性的。

附圖說明

圖1-4是通過本發(fā)明的方法獲得的襯墊槽的SEM(掃描電鏡)照片；以及

圖5-13是在各制造階段中根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的示意性圖。

具體實施方式

本發(fā)明的方法涉及在槽中形成襯墊。將參照附圖以及在半導體基板上對STI(淺槽隔離)結(jié)構(gòu)的形成，舉例說明本發(fā)明的方法。然而，應當理解的是，本發(fā)明可用于在各種槽中形成襯墊，而不限于STI。

具體地，參照圖5，示出了一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一例如硅的半導體基板1、一例如氧化硅的具有約100埃的典型厚度的第一緩沖絕緣層2、以及一例如氮化硅的具有約800埃的典型厚度的第二緩沖絕緣層3。

為了形成槽，一般的方法是在基板上制備一掩蔽層5(見圖6)，然后去除掩蔽層的選定部分。在掩蔽層5上形成的構(gòu)圖的標稱寬度Wo的一個例子是約0.3微米。

圖7顯示去除緩沖絕緣層3、緩沖絕緣層2和下部基板1的顯露部分，以形成槽6。在淺槽情形下，在基板1內(nèi)的最大深度一般為約0.5微米?？涛g還導致層3的側(cè)部侵蝕(PB)，層3一般為約30埃至約300埃，優(yōu)選地為約75埃至約200埃，典型優(yōu)選示例為約200埃。過小的半徑導致氧化過程中摻雜劑的損耗或積累(取決于鄰近溝道的設計以及阱摻雜劑的種類)，以及因頂部隔離槽彎角的銳利程度引起的相關(guān)CMOS?FET器件的閾值電壓-Vt-的變化。

在形成槽以后，接著根據(jù)本發(fā)明的方法形成襯墊8。

具體地，該結(jié)構(gòu)經(jīng)歷快速熱氧化。見圖8?？焖贌嵫趸瘍?yōu)選地在約900至約1300℃的溫度進行，更優(yōu)選地在約1050至約1200℃。該過程通常進行不到3分鐘，更一般地為約1秒至3分鐘以下，優(yōu)選地為約20秒至約1分鐘，這取決于襯墊的所需厚度和具體采用的溫度。應當理解的是，時間與溫度成反比。也即，溫度越高，給定厚度所需的時間越短。

快速熱氧化優(yōu)選地是在蒸汽環(huán)境中進行的濕法快速熱氧化工藝。一般含有的蒸汽量為約0.5％至約50％，而優(yōu)選地為約2％至約33％。

襯墊一般具有厚達約500埃的厚度，更一般地為約40埃至約500埃，而優(yōu)選地為約225埃至450埃。

襯墊的彎角一般具有約30埃至約300埃的曲率半徑(見圖9)，優(yōu)選地為約75埃至約150埃。

沿槽的側(cè)壁，本發(fā)明的工藝隨著均勻的生長提供了較相似的層。