[發(fā)明專利]淺溝道隔離區(qū)的制作方法

有效

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• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN102339782A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 寧振佳
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/316
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種淺溝道隔離區(qū)的制作方法。

背景技術

近年來，隨著半導體集成電路制造技術的發(fā)展，芯片中所含元件的數(shù)量不斷增加，元件的尺寸也因集成度的提升而不斷地縮小，生產線上使用的線路寬度已進入了次微米的細小范圍。然而，無論元件尺寸如何縮小化，在芯片中各個元件之間仍必須有適當?shù)亟^緣或隔離，才能得到良好的元件性質。這方面的技術一般成為元件隔離技術(Device?Isolation?Technology)，其主要目的是在各元件之間形成隔離物，并且在確保良好隔離效果的情況下，盡量縮小隔離物的區(qū)域，以空出更多的芯片面積來容納更多的元件。

在各種元件隔離技術中，局部硅氧化方法(LOCOOS)和淺溝道隔離區(qū)(Shallow?Trench?Isolation，STI)制造過程是最常被采用的兩種技術，尤其后者具有隔離區(qū)域小和完成后仍保持基本平坦性等優(yōu)點，更是近年來頗受重視的半導體制造技術。淺溝道隔離區(qū)是0.25um以下半導體技術采用的通用隔離方法，這種隔離方法的優(yōu)點是隔離效果好，而且占用面積小。但是STI在工藝上也有很多技術問題，如STI的形貌控制、STI頂角的圓角化、STI內部的二氧化硅與外部硅之間的適配應力以及淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角問題(STI?Divot)等。其中，圖1為現(xiàn)有技術中淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角問題的示意圖，參考圖1，在去除掩膜層102’步驟中對所述掩膜層102’進行濕法清洗，所述濕法清洗過程中會腐蝕所述氧化隔離層103’的頂部邊緣，造成較多甚至較大的淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角問題10，淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角10造成的問題會直接關系到STI邊緣的漏電問題，會影響器件的特性，由于淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角10的形成導致在填充的柵極時在有源區(qū)的側面形成反型層而導致寄生電流通路，進而影響器件的特性，并且過深的淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角10會加大多晶硅柵和氮化硅側墻刻蝕的難度，并可能造成刻蝕殘留，因此控制淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角10的大小和深淺已經越來越引起人們的重視。

圖2為現(xiàn)有技術中在形成溝道后對掩膜層做回刻處理后的結構示意圖，圖3為現(xiàn)有技術中氧化隔離層內部空洞的示意圖，以下請結合圖2和圖3。在現(xiàn)有技術中，在較為先進的工藝制程中，為防止較差的淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角10問題。在刻蝕形成溝道的步驟和沉積形成氧化隔離層103’步驟之間，還需要對掩膜層102’進行回刻處理，即在所述掩膜層102’與所述溝道之間形成間隙，露出所述溝道兩邊緣的臺階20，再沉積形成氧化隔離層103’。但是這種方法也存在問題，即，對所述掩膜層102’進行回刻處理后，溝道臺階處的角度一般為270°左右，在沉積所述氧化物隔離層103’時，臺階處因為角度較大，沉積速度比其他地方快，就會使溝道提前封口，造成溝道內部出現(xiàn)孔洞30(void)填充不完全而影響隔離效果，也會造成后面的制成多晶硅生長時會在空洞30中有多晶硅的殘留，從而影響元器件的漏電，嚴重的會形成短路。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種能夠減小避免制作淺溝道隔離區(qū)中的氧化隔離層時，所述氧化隔離層內部出現(xiàn)空洞的問題，并能同時減小形成淺溝道隔離區(qū)頂部邊緣的缺角問題的淺溝道隔離區(qū)的制作方法。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種淺溝道隔離區(qū)的制作方法，包括以下步驟：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成掩膜層；

形成溝道步驟，定義所述掩膜層的型樣，以暴露出所述半導體襯底欲形成所述淺溝道隔離區(qū)的部分，以所述掩膜層的型樣為硬掩膜，刻蝕所述半導體襯底以形成溝道；

在所述半導體襯底上沉積氧化隔離層，所述氧化隔離層填滿所述溝道；

平坦化步驟，對所述氧化隔離層施行平坦化過程，去除所述溝道以外的所述氧化隔離層，暴露出所述掩膜層；

回刻處理步驟，對所述掩膜層施行回刻處理，在所述氧化隔離層與所述掩膜層之間形成間隙；

在所述掩膜層上生長氧化層，所述氧化層填充所述氧化隔離層與所述掩膜層之間的間隙；

刻蝕所述氧化層直至暴露出所述掩膜層；

依次刻蝕去除所述掩膜層和所述氧化層，最終形成淺溝道隔離區(qū)。

進一步的，所述掩膜層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的其中之一或任意組合。

進一步的，所述掩膜層采用熱氧化法或化學氣相沉積法沉積形成。

進一步的，在形成溝道步驟中，定義所述掩膜層的型樣為：在所述掩膜層上形成光刻膠，圖案化所述光刻膠，以所述光刻膠為掩膜，刻蝕所述掩膜層直至露出所述半導體襯底。