[發(fā)明專利]改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810044072.0
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101752288A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢文生;丁宇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 陳履忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路工藝，特別是涉及一種淺槽隔離工藝。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體制程技術(shù)中，淺槽隔離(Shallow?Trench?Isolation，簡稱STI)是主流的器件隔離結(jié)構(gòu)，它有著節(jié)約面積，隔離效果良好的特點，被廣泛應(yīng)用在各類深亞微米半導(dǎo)體制程中。

通常的淺槽隔離工藝包括：

第1步，在硅片表面生長一層氧化硅作為隔離氧化層；

第2步，在硅片表面再淀積一層氮化硅；

第3步，在硅片表面涂上光刻膠，曝光顯影后露出刻蝕窗口，該刻蝕窗口就是未來淺槽隔離結(jié)構(gòu)的位置；在該刻蝕窗口刻蝕掉氮化硅、氧化硅和部分硅，形成溝槽；

第4步，在溝槽側(cè)壁和底部生長一層氧化硅作為襯墊氧化層；

第5步，在硅片表面淀積一層氧化硅，該層氧化硅至少將溝槽完全填充；

第6步，拋光填充氧化硅，停在氮化硅上。

第7步，去除氮化硅和氧化硅。

按照上述傳統(tǒng)工藝制造的淺槽隔離結(jié)構(gòu)請參閱圖1，硅片10上具有溝槽102，硅片10表面具有隔離氧化層11，溝槽102的側(cè)壁和底部具有襯墊氧化層13，溝槽102內(nèi)具有填充氧化硅14。

值得注意的是，由于邊緣凹陷結(jié)構(gòu)141的存在，在其后的金屬硅化物(Silicide)形成過程中，金屬硅化物會沿著邊緣凹陷結(jié)構(gòu)141向下延伸，這會造成漏電流(Leakage)增大。對于一些小尺寸器件，尤其對于漏電流要求很高的制程，這將是很嚴重的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種淺槽隔離工藝，該淺槽隔離工藝可以改善填充氧化硅的邊緣凹陷現(xiàn)象。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝包括如下步驟：

第1步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片10上形成臺階結(jié)構(gòu)101；

第2步，在硅片表面生長一層第一氧化硅11；

第3步，在硅片表面再淀積一層氮化硅12；

第4步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片上刻蝕出溝槽102，所述溝槽102的兩側(cè)壁在硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁之內(nèi)，所述溝槽102兩側(cè)留有殘留的硅片臺階結(jié)構(gòu)103；

第5步，在溝槽102的側(cè)壁和底部生長一層第二氧化硅13；

第6步，在硅片表面淀積一層第三氧化硅14，該層第三氧化硅14至少將溝槽102完全填充；

第7步，拋光第三氧化硅14，停在氮化硅12上。

第8步，去除氮化硅12和第三氧化硅14。

本發(fā)明通過在生長隔離氧化層之前，增加一步刻蝕硅片形成臺階結(jié)構(gòu)的步驟，從而使最終形成的淺槽隔離結(jié)構(gòu)的邊緣不再出現(xiàn)邊緣凹陷結(jié)構(gòu)，避免了其后形成的金屬硅化物可能會沿著邊緣凹陷結(jié)構(gòu)向下延伸導(dǎo)致漏電流增大的不良影響，從而最大限度地提升了淺槽隔離結(jié)構(gòu)的隔離效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1是現(xiàn)有的淺槽隔離工藝中具有邊緣凹陷效應(yīng)的示意圖；

圖2a～圖2h是本發(fā)明改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝各步驟的硅片剖面示意圖。

圖中附圖標記為：10-硅片；101-硅片臺階結(jié)構(gòu)；102-溝槽；103-殘留的硅片臺階結(jié)構(gòu)；11-隔離氧化層；12-氮化硅；13-襯墊氧化層；14-填充氧化硅；141-邊緣凹陷結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

本發(fā)明改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝包括如下步驟：

第1步，請參閱圖2a，在硅片10表面涂一層光刻膠，曝光顯影后形成刻蝕窗口，該刻蝕窗口為淺槽隔離結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁稍向外的區(qū)域。在該刻蝕窗口刻蝕掉部分硅，未被刻蝕區(qū)域就成為硅片臺階101。

例如，刻蝕深度可限定為這樣形成的硅片臺階101高出硅片10的其他區(qū)域的高度就是

所述硅片10可以包括硅襯底、外延層、埋層和/或定義的有源區(qū)等。所述硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁在淺槽隔離結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁稍向外的位置。

第2步，請參閱圖2b，在硅片10表面生長一層第一氧化硅作為隔離氧化層11。

第3步，請參閱圖2c，在硅片表面再淀積一層氮化硅12。

第4步，請參閱圖2d，在硅片表面涂上光刻膠，曝光顯影后露出刻蝕窗口，該刻蝕窗口為淺槽隔離結(jié)構(gòu)的區(qū)域，該刻蝕窗口的兩側(cè)在硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁之內(nèi)。在該刻蝕窗口刻蝕掉氮化硅12、氧化硅11和部分硅，形成溝槽102。這樣，溝槽102的兩側(cè)壁就在硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁之內(nèi)，溝槽102的兩側(cè)還有殘留的硅片臺階103。

例如，刻蝕窗口的兩側(cè)壁與硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁的距離控制在這樣殘留的硅片臺階103的寬度就是