[發明專利]一種淺溝槽隔離填充的方法

無效

• 申請號: 201110250269.1
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102427051A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張文廣;徐強;陳玉文;鄭春生
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

????本發明涉及半導體制備技術領域，特別是涉及一種淺溝槽隔離填充的方法。

背景技術?　　隨著半導體技術的飛速發展，集成電路制造工藝已經深入深亞微米時代。淺溝槽隔離（Shallow?Trench?Isolation）技術，由于其具有優異的隔離性能和平坦的表面形狀以及良好的抗鎖性能等，已經成為一種廣泛應用于CMOS器件制造過程中的器件隔離技術。

????而實踐中通常采用淀積-蝕刻-淀積-蝕刻-淀積的循環方式進行淺溝槽的隔離填充，一種典型方法如下：首先提供一硅襯底，然后在硅襯底上形成一有源區，然后在上述步驟中形成的有源區旁邊形成另外一個有源區，在兩個有源區中形成橫跨兩個有源區的淺溝槽，并在淺溝槽內填充二氧化硅。這種淺溝槽隔離填充技術經過多年的發展日益成熟，其可以有效利用有源區的線寬，提高集成度，并可以達到極高的表面平坦化程度。

但是，在現代CMOS器件的制造中，隨著器件關鍵尺寸不斷地按照比例縮小，淺溝槽隔離的深寬比也變得越來越大。因此，上述的淺溝槽隔離填充方式所產生的問題有：淺溝槽的填充容易產生孔洞以及空隙，使得淺溝槽的完整填充工藝遭受了越來越大的挑戰；而且，淺溝槽隔離填充工藝過程也變得越來越復雜和難以控制，生產成本也隨之增加。

發明內容

本發明的目的在于提供一種淺溝槽隔離填充的方法，其可實現無空洞的淺溝槽填充效果，并且具有工藝過程簡單、易控制的優點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種淺溝槽隔離填充的方法，其中，包括以下的步驟：

步驟S1：提供一硅襯底并在所述硅襯底上沉積一層二氧化硅薄膜；

步驟S2：在所述二氧化硅薄膜上依次沉積一層底部抗反射層和一層光刻膠層；

步驟S3：進行光刻工藝，在所述光刻膠層中形成多個開口；

步驟S4：通過所述開口蝕刻所述二氧化硅薄膜以形成位于二氧化硅薄膜內的多個溝槽；

步驟S5：在溝槽內生長硅外延層以形成有源區；

其中，相鄰的有源區之間的二氧化硅薄膜構成淺溝槽隔離結構，并且所述有源區用于構成金屬氧化物半導體場效應晶體管的阱區。

本發明的一種淺溝槽隔離填充的方法，通過首先形成淺溝槽隔離的介電質，而后再形成有源區，有效克服了現有技術中的淺溝槽隔離介電質填充方法的遇到的填充局限性和挑戰，實現了無空洞的介電質填充效果，工藝過程簡單，易控制，成本低廉。?

附圖說明

圖1為本發明的淺溝槽隔離填充的方法的流程圖。

圖2為本發明的淺溝槽隔離填充的方法的。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明的淺溝槽隔離填充的方法做進一步詳細的說明。

正是基于現有技術中的淺溝槽隔離技術而提出了本發明的各種具體的實施方式。

如圖1和圖2a至2d所示，本發明的淺溝槽隔離填充的方法，其包括以下的步驟：

一種淺溝槽隔離填充的方法，包括以下的步驟：

步驟S1：提供一硅襯底101，并在硅襯底101上沉積一層二氧化硅薄膜102；?

步驟S2：在二氧化硅薄膜102上依次沉積一層底部抗反射層103和光刻膠層104；光刻膠層104通過旋涂法形成于底部抗反射層103之上；

步驟S3：經過曝光、顯影等光刻工藝后在所述光刻膠層104中形成與所需淺溝槽對應的多個開口105；

步驟S4：通過光刻膠層104中的多個開口105蝕刻二氧化硅薄膜102形成淺溝槽106；其中，本步驟中，以光刻膠層104為掩膜，經由開口105，采用干法刻蝕的方法刻蝕底部抗反射層103和二氧化硅薄膜層102，使得二氧化硅薄膜102形成淺溝槽106，并用灰化法去除光刻膠層104和底部抗反射層103。

步驟S5：在形成的淺溝槽106內形成有源區107；其中，在本步驟中，首先，在淺溝槽107內沉積生長一層外延層（同質外延層，也即硅外延層）,然后再在外延層中摻雜形成有源區108，例如本發明應用于CMOS器件的制備，選擇在溝槽106中外延生長P型硅，則由P型硅外延層構成的有源區107可以形成NMOS器件的P型阱區（P-WELL）；而選擇在溝槽109中外延生長N型硅，則由N型硅外延層構成的有源區110可以形成PMOS器件的N型阱區（N-WELL），相鄰的有源區108和有源區109之間的二氧化硅薄膜區域106a則構成淺溝槽隔離結構（STI）。