[發(fā)明專利]淺溝槽隔離的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110051917.0
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN102655111A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)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: 屈蘅;李時(shí)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造工藝，特別涉及一種淺溝槽隔離的制造方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路尺寸的減小，構(gòu)成電路的器件必須更密集地放置，以適應(yīng)芯片上可用的有限空間。由于目前的研究致力于增大硅襯底的單位面積上有源器件的密度，所以電路間的有效絕緣隔離變得更加重要?，F(xiàn)有技術(shù)中形成隔離區(qū)域的方法主要有局部氧化隔離(LOCOS)工藝或淺溝槽隔離(STI)工藝。

LOCOS工藝是在晶片表面淀積一層氮化硅，然后再進(jìn)行刻蝕，對(duì)部分凹進(jìn)區(qū)域進(jìn)行氧化生長二氧化硅，有源器件在氮化硅所確定的區(qū)域生成。對(duì)于隔離技術(shù)來說，LOCOS工藝在電路中的有效局部氧化隔離仍然存在問題，其中一個(gè)問題就是在氮化硅邊緣生長的“鳥嘴”現(xiàn)象，這是由于在氧化的過程中氮化硅和硅之間的熱膨脹性能不同造成的。這個(gè)“鳥嘴”占用了實(shí)際的空間，增大了電路的體積，并在氧化過程中，對(duì)晶片產(chǎn)生應(yīng)力破壞。因此LOCOS工藝只適用于大尺寸器件的設(shè)計(jì)和制造。

淺溝槽隔離(STI)技術(shù)比局部氧化隔離(LOCOS)工藝擁有多項(xiàng)的制程及電性隔離優(yōu)點(diǎn)，包括可減少占用硅晶圓表面的面積同時(shí)增加器件的集成度，保持表面平坦度及較少通道寬度侵蝕等。因此，目前0.18微米以下的元件例如MOS電路的有源區(qū)隔離層已大多采用淺溝槽隔離工藝來制作。

請參考圖1a～1f，其為現(xiàn)有的淺溝槽隔離的制造方法的示意圖。

如圖1a所示，首先，提供硅襯底10，所述硅襯底10上順次形成有墊氧化硅層(Pad?Oxide)11和氮化硅層12；

如圖1b所示，其次，刻蝕所述墊氧化硅層11、氮化硅層12和部分硅襯底10，以形成溝槽100；

如圖1c所示，接著，在所述溝槽100和氮化硅層12表面形成襯墊氧化硅層(Linear?Oxide)13，通過所述襯墊氧化硅層13可修復(fù)前述工藝中引起的表面缺陷以及緩解應(yīng)力；

如圖1d所示，然后，在所述襯墊氧化硅層13表面形成二氧化硅層14；

如圖1e所示，接著，通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除所述氮化硅層12表面的襯墊氧化硅層和二氧化硅層14；

如圖1f所示，最后，刻蝕去除所述氮化硅層12，形成淺溝槽隔離101。

通過現(xiàn)有的淺溝槽隔離的制造方法，在形成淺溝槽隔離101的同時(shí)，會(huì)在淺溝槽隔離101和墊氧化硅層11之間產(chǎn)生斷層缺陷(Divot)110。由于淺溝槽隔離101的頂部邊角位置沒有足夠厚度與寬度的二氧化硅層，從而經(jīng)過前述的刻蝕等工藝的腐蝕，特別是經(jīng)過刻蝕去除氮化硅層12的工藝后，產(chǎn)生了斷層缺陷110，其是一個(gè)50埃～100埃長寬的空洞，將嚴(yán)重影響形成的半導(dǎo)體器件的電學(xué)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種淺溝槽隔離的制造方法，以解決現(xiàn)有的淺溝槽隔離的制造方法產(chǎn)生斷層缺陷，造成形成的半導(dǎo)體器件的電學(xué)穩(wěn)定性差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種淺溝槽隔離的制造方法，包括：提供硅襯底，所述硅襯底上順次形成有墊氧化硅層、硅層和氮化硅層；依次刻蝕所述墊氧化硅層、硅層、氮化硅層和部分硅襯底，以形成溝槽；進(jìn)行硅的氧化工藝，以在所述溝槽內(nèi)形成第一二氧化硅層；在所述第一二氧化硅層和氮化硅層上形成第二二氧化硅層；通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除所述氮化硅層上的第二二氧化硅層；依次去除所述氮化硅層和硅層，形成淺溝槽隔離。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，通過爐管工藝進(jìn)行硅的氧化工藝。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，所述爐管工藝的工藝溫度為800℃～1200℃。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，所述爐管工藝的工藝時(shí)間為10s～60s。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，所述硅層為單晶硅層或者多晶硅層或者非晶硅層中的一種或其組合。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，所述硅層的厚度為300?！?00埃。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，所述第一二氧化硅層的厚度為100?！?00埃。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，所述第二二氧化硅層的厚度為1000?！?000埃。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，通過濕法刻蝕工藝去除所述硅層。

可選的，在所述的淺溝槽隔離的制造方法中，所述濕法刻蝕工藝對(duì)硅和二氧化硅的蝕刻選擇比大于200∶1。