[發(fā)明專利]局部硅氧化隔離的制造工藝方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610030308.6
• 申請日: 2006-08-23
• 公開（公告）號: CN101131543A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設計）人: 錢文生;陳曉波
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01L21/00
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 顧繼光

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體器件制造工藝方法，特別是涉及一種局部硅氧化隔離的制造工藝方法。

背景技術

在現(xiàn)代半導體器件制造工藝中，淺溝槽隔離(STI)結構與局部硅氧化隔離(LOCOS)結構是被普偏采用的兩種器件隔離結構。STI所占面積相對LOCOS較小，一般用作主流器件隔離結構。LOCOS的隔離效果良好，但是占用面積相對STI更大。

現(xiàn)有的LOCOS制程工藝，大致流程如下：1、在硅基板上墊積上一層二氧化硅層，接著在二氧化硅層上再墊積上一層氮化硅層；2、通過一次光刻，把需要生長LOCOS的區(qū)域打開；3、用刻蝕工藝依次把光刻打開處的氮化硅層和二氧化硅層刻掉；4、去殘余光刻膠；5、利用熱氧生長法通過硅和氧氣的反應生長出一層二氧化硅層；6、最后將硅基板上其余區(qū)域的氮化硅層和二氧化硅層依次刻掉，形成LOCOS結構。

這種LOCOS工藝在具體實現(xiàn)過程中往往會發(fā)生“鳥嘴”現(xiàn)象，導致所占用面積增大，同時由于“鳥嘴”形貌的不可預見性，常常會對其他工藝，器件甚至整個制程造成不利的影響，不利于制程的控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種局部硅氧化隔離的制造工藝方法，緩解局部硅氧化隔離制程中出現(xiàn)鳥嘴的問題，盡量減小所占用的模塊面積。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的局部硅氧化隔離的制造工藝方法包括以下步驟：

在硅基板上墊積上一層二氧化硅層，接著在二氧化硅層上再墊積上一層氮化硅層；

通過一次光刻，把需要生長LOCOS的區(qū)域打開；

用刻蝕工藝依次把光刻打開處的氮化硅層和二氧化硅層刻掉；

去殘余光刻膠；

淀積一層氮化硅層；

通過氮化硅刻蝕在LOCOS區(qū)域內(nèi)形成側墻結構；

利用熱氧生長法通過硅和氧氣的反應生長出一層二氧化硅層；

最后將硅基板上其余區(qū)域的氮化硅層和二氧化硅層依次刻掉，形成LOCOS結構。

采用本發(fā)明的方法以后，由于在現(xiàn)有的局部硅氧化隔離制程的去殘余光刻膠步驟后，加入了側墻結構的工藝步驟，形成加入側墻結構的局部硅氧化隔離，利用側墻結構阻止氧氣在LOCOS形成過程中由硅與原先二氧化硅分解面處進入與硅反應形成二氧化硅，并因此形成“鳥嘴”結構。這樣能有效緩解局部硅氧化隔離制程中出現(xiàn)“鳥嘴”的問題，盡量減小隔離結構所占用的模塊面積，加強制程控制。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1是現(xiàn)有的LOCOS工藝與本發(fā)明的LOCOS工藝效果TCAD模擬對比圖；

圖2是現(xiàn)有的LOCOS工藝與本發(fā)明的LOCOS工藝效果TCAD模擬對比圖(堆疊)；

圖3是本發(fā)明的方法工藝流程圖；

圖4是采用本發(fā)明的方法制成的具有側墻結構的LOCOS圖。

具體實施方式

如圖3所示，本發(fā)明與現(xiàn)有的LOCOS工藝的不同點在于，在現(xiàn)有的工藝第四和第五步之間，也就是在殘余光刻膠去除之后，按照通常的側墻工藝，在所有LOCOS區(qū)域沉積一層氮化硅層，再通過干法刻蝕在LOCOS開口區(qū)域開口兩側側壁上形成“小型側墻(mini?spacer)”結構(參見圖4)。這樣，在后續(xù)的LOCOS工藝中可以緩解“鳥嘴”現(xiàn)象的發(fā)生，盡量減小隔離結構所占用的模塊面積，加快局部硅氧化隔離結構制程的速度，減小熱過程時間，進一步加強制程控制。

圖1為制程工藝計算機模擬設計(Technology?Computer?AddedDesign，簡稱TCAD)模擬的局部硅氧化隔離結構現(xiàn)有工藝與本發(fā)明工藝效果的對比圖。左邊是現(xiàn)有LOCOS工藝的效果，左側逐漸變薄的長扁的oxide(氧化硅)區(qū)域就是俗稱的“鳥嘴”現(xiàn)象，也就是本發(fā)明所要努力抑制的工藝現(xiàn)象。右邊是通過本發(fā)明的工藝方法形成的LOCOS結構，可以看出，在“鳥嘴”現(xiàn)象的控制上有著明顯的效果，“鳥嘴”區(qū)域明顯減小，基本達到了本發(fā)明所期望的效果。

參見圖2，內(nèi)部的區(qū)域邊緣為通過本發(fā)明的工藝方法形成的LOCOS結構區(qū)域邊緣，外部的區(qū)域邊緣是通過現(xiàn)有的工藝方法形成的LOCOS結構區(qū)域邊緣。從該堆疊在一起的效果圖上，可以更加清楚的看出本發(fā)明與現(xiàn)有工藝形成的LOCOS結構，在“鳥嘴”現(xiàn)象的控制上本發(fā)明的效果更加明顯。