[發明專利]一種場氧化隔離制造方法

無效

• 申請號: 200910032419.4
• 申請日: 2009-06-13
• 公開（公告）號: CN101924059A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 羅澤煌;郭立
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/318
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明是關于一種半導體制造方法，特別是關于一種半導體制造過程中形成場氧化隔離的制造方法。

【背景技術】

眾所周知，一片半導體集成芯片可能包括許多的電容、電阻等各種元器件，在制造半導體集成芯片時，需要在一片硅片上形成不同的元器件，而為避免相鄰的元器件相互干擾或者發生短路，通常需要在不同的元器件之間設置隔離區使器件之間不會互相影響。

傳統的在元器件之間形成隔離區的一種方法是局部場氧化隔離(LOCOS)法。該局部場氧化隔離工藝其基本制程是：以爐管方式在裸硅襯底表面生長一層薄的熱氧化層，接著同樣以爐管方式生長一層氮化硅，然后通過光刻和蝕刻去除場區上的熱氧化層和氮化硅，在場區形成開口露出硅襯底，然后在裸露的硅襯底上形成場氧化層，再去除硅表面所有的氮化硅，在硅片表面形成有源區(器件所在區域)和場區(隔離區)。

隨著集成電路的大規模化，半導體制程的集成度越來越高，整個半導體制造工藝也越來越復雜，整個制程中會大量使用各種濕法腐蝕，例如使用濕法腐蝕形成不同厚度的柵氧化層等，而這些腐蝕通常都不是選擇性的，所以場氧的厚度不斷減少，最終導致場開啟不足，場管漏電，失去隔離的作用，使電路失去功能。解決場氧厚度不斷減少的方法可以提高初始場氧化層的厚度，但在傳統場氧化隔離工藝中，形成場氧化層時會產生鳥嘴現象，而且鳥嘴的有效長度和場氧的厚度是成正比的，若增加場氧的厚度，則鳥嘴的長度也會變長，會占用有源區的面積，使有源區的有效面積減少，導致原有的電路設計規則無法實現。

另外，傳統的場氧化隔離工藝所形成的場氧化層有50％以上的厚度暴露在硅表面以上，場氧和硅平面的落差很大，這樣在形成堆疊的器件結構(比如多晶-介質-多晶電容結構)時，由于場氧的高度較高，為滿足整體厚度的要求，堆疊器件結構上方的介質層會很薄，在后續制程中如使用化學機械研磨等工藝時，由于過刻蝕量的增大，化學機械淹沒工藝的波動很容易將堆疊結構上方很薄的介質層蝕刻完全使堆疊結構裸露出來并繼續蝕刻，將造成電容等高臺階結構的損傷。

因此，需要提供一種新的方法，以克服現有技術的前述缺陷。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種形成場氧化隔離的方法，既可以控制鳥嘴的長度，保持有源區的面積，又可提高場氧化層的厚度。

本發明的另一目的在于提供一種形成場氧化隔離的方法，能夠減小化學機械研磨工藝中高臺階器件結構的損傷。

為達成前述目的，本發明一種場氧化隔離制造方法，其包括如下步驟：提供一硅襯底，在硅襯底上形成一層氧化層，然后在氧化層上形成一層氮化硅層；通過掩模光刻以及腐蝕在預定區域對氧化層及氮化硅層進行蝕刻，以形成開口，露出硅襯底；在開口的硅襯底上形成一層熱氧化層，然后蝕刻掉該熱氧化層，在硅襯底表面形成淺槽；在整個硅片表面生長一層氮化硅膜，蝕刻該氮化硅膜，在淺槽的內壁形成氮化硅側墻；然后在淺槽內生長場氧化層。

為達成前述另一目的，其包括如下步驟：提供一硅襯底，在硅襯底上形成一層氧化層，然后在氧化層上形成一層氮化硅層；通過掩模光刻以及腐蝕在預定區域對氧化層及氮化硅層進行蝕刻，以形成開口，露出硅襯底；在開口的硅襯底上形成一層熱氧化層，然后蝕刻掉該熱氧化層，在硅襯底表面形成淺槽；然后在淺槽內生長場氧化層。

與現有技術相比，本發明的場氧化隔離制造方法，由于在硅襯底表面形成的淺槽內壁形成有氮化硅，這層氮化硅側墻能控制鳥嘴的生長，使有效鳥嘴長度不受場氧化層厚度的影響，而只取決于氮化硅的厚度，這樣可以通過調整氮化硅的厚度保持鳥嘴長度不變，保持有源區面積不變，同時場氧化層的厚度可以得到大幅度的提高。

另外，本發明的形成場氧化隔離的方法，由于先在硅襯底表面形成淺槽，再在淺槽內形成場氧化層，本發明提供的場氧隔離為埋入式結構，只有不到30％厚度的場氧結構高于硅平面，這樣場氧與硅平面的落差較小，在同樣整體厚度的情況下，堆疊的器件結構上方的介質層相對于現有技術可以形成的較厚，可以避免后續制程中由于過刻蝕量的增大造成高臺階器件結構的損傷。

再者，本發明的場氧化層是埋入式的，所以大部分場氧的面積在硅表面以下，這樣從場管漏端到源端的電力線長度會變長，因此場管下方的電勢線會變的很稀疏，提高了場管的擊穿電壓。

【附圖說明】

圖1為本發明形成場氧化隔離的工藝中在硅襯底上蝕刻出場隔離區的示意圖。

圖2為本發明形成場氧化隔離的工藝中在場隔離區的硅襯底上形成熱氧化層的示意圖。

圖3為本發明形成場氧化隔離的工藝中去除場隔離區的熱氧化層形成淺槽的示意圖。