[發(fā)明專利]淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010241615.5
• 申請(qǐng)日: 2010-07-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101930941A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭國(guó)超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別涉及一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造工藝向小線寬的工藝節(jié)點(diǎn)發(fā)展，半導(dǎo)體器件間的隔離工藝也已由早期的局部氧化(Local?Oxidation?of?Silicon，LOCOS)工藝發(fā)展到淺溝槽隔離(Shallow?Trench?Isolation，STI)工藝。由于淺溝槽隔離工藝直接影響到半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體器件之間的漏電流以及其它電學(xué)性能，因而業(yè)界總是通過(guò)各種方法來(lái)提高淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的性能。

具體請(qǐng)參考圖1A至圖1F，其為現(xiàn)有的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

如圖1A所示，首先，提供半導(dǎo)體襯底100，并在所述半導(dǎo)體襯底100上形成硬掩膜層110和圖形化光阻層120。

如圖1B所示，接著，刻蝕所述圖形化光阻層120底部的硬掩膜層110，以形成開(kāi)口111，所述開(kāi)口暴露所述半導(dǎo)體襯底100的表面。

如圖1C所示，然后，刻蝕所述開(kāi)口111暴露的半導(dǎo)體襯底100，以在所述半導(dǎo)體襯底100中形成溝槽112。

如圖1D所示，隨后，在所述溝槽112的底部和側(cè)壁形成墊氧化層130，所述墊氧化層130的材質(zhì)為氧化硅，所述墊氧化層130通常利用原位蒸汽生成工藝(ISSG)、快速熱氧化工藝(RTO)或爐管熱氧化的方式形成。

如圖1E所示，其后，在所述溝槽112和開(kāi)口111中填充絕緣材料140。

如圖1F所示，最后，利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除多余的絕緣材料，并通過(guò)濕法清洗的方式去除半導(dǎo)體襯底100上的硬掩膜層110，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

然而，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在濕法清洗以及后續(xù)的濕法刻蝕工藝中，經(jīng)常會(huì)使用氫氟酸溶液，由于經(jīng)過(guò)了較長(zhǎng)時(shí)間的氫氟酸處理過(guò)程，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)側(cè)壁的墊氧化層130經(jīng)常會(huì)被腐蝕，導(dǎo)致所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)形貌受到影響，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂角處出現(xiàn)如圖1F中虛線所示的邊溝缺陷(divot?defect)，影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，以解決現(xiàn)有的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)在進(jìn)行濕法腐蝕工藝中，在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)邊緣易出現(xiàn)邊溝缺陷的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：提供具有溝槽的半導(dǎo)體襯底；在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氮氧化硅層；在所述溝槽中填充絕緣介質(zhì)。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氮氧化硅層的步驟在爐管中進(jìn)行。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氮氧化硅層的步驟中，所使用的反應(yīng)氣體為氧化亞氮、二氯硅烷以及氨氣。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，所述氧化亞氮的流量為80～200sccm，所述二氯硅烷的流量為30～150sccm，所述氨氣的流量為50～300sccm。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氮氧化硅層的步驟中，所采用的溫度為600～1000℃。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氮氧化硅層的步驟中，所述爐管內(nèi)的壓力為50～300mTorr。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，所述氮氧化硅層的厚度

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氮氧化硅層的步驟之前，還包括：在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成氧化硅層。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，利用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝在所述溝槽中填充絕緣介質(zhì)。

可選的，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，在所述溝槽中填充絕緣介質(zhì)的步驟之后，還包括：利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝平坦化所述半導(dǎo)體襯底的表面。

由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法在溝槽的底部和側(cè)壁形成氮氧化硅層，所述氮氧化硅層的抗腐蝕性能較佳，即使在后續(xù)的濕法刻蝕工藝中使用氫氟酸溶液，所述氮氧化硅層也不會(huì)被腐蝕，從而防止在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域出現(xiàn)邊溝，避免所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的邊緣漏電，提高了半導(dǎo)體器件的性能。

附圖說(shuō)明

圖1A至圖1F為現(xiàn)有的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；

圖3A至圖3F為本發(fā)明實(shí)施例所提供的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。