[發(fā)明專利]淺溝槽隔離制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210297229.7
• 申請(qǐng)日: 2012-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103633008A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐兆云;閆江;楊濤;王桂磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種能改進(jìn)隔離性能的倒梯形淺溝槽隔離(STI)制造方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路特別是CMOS制造工藝不斷發(fā)展，以特征尺寸為代表的器件尺寸持續(xù)等比例縮減，同時(shí)在單個(gè)晶片上集成的器件數(shù)目由幾千增長(zhǎng)到數(shù)百萬(wàn)乃至上千萬(wàn)。這種高度集成的微細(xì)器件之間的良好絕緣隔離成為目前的重大挑戰(zhàn)之一。

傳統(tǒng)的通過(guò)熱氧化生成的場(chǎng)區(qū)氧化隔離由于“魚(yú)嘴”效應(yīng)，侵占了有源區(qū)面積的同時(shí)還難以小型化，因此不適用于當(dāng)前的小尺寸特別是亞22nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)下的工藝。因此目前業(yè)界均采用了淺溝槽隔離(STI)技術(shù)在小尺寸、高密度的不同器件之間提供良好絕緣隔離。

傳統(tǒng)的STI制造技術(shù)往往是先在襯底中刻蝕形成淺溝槽，然后沉積填充例如氧化物的絕緣材料來(lái)形成STI。對(duì)于小尺寸下具有較大深寬比(AR)的STI而言，如何在填充氧化物過(guò)程中避免出現(xiàn)孔洞，成為制約STI隔離效果的重要因素。為了提高填充率，現(xiàn)有的STI剖面形狀通常是正梯形，也即STI的上部寬度要大于下部寬度，使得在填充氧化物過(guò)程中下部氧化物先于上部氧化物閉合從而防止形成孔洞，由此提高了隔離絕緣效果。

然而，基于器件隔離效果考慮，例如為了抑制襯底泄漏電流、寄生晶體管等等，STI剖面形狀最好是采用倒梯形，也即上部寬度小于下部寬度，以便更好地增進(jìn)器件隔離效果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種創(chuàng)新性的淺溝槽隔離制造方法，以利用現(xiàn)有的兼容工藝技術(shù)簡(jiǎn)單、高效地制造具有倒梯形截面的淺溝槽隔離，從而提高STI的絕緣隔離效果。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，是通過(guò)提供一種淺溝槽隔離制造方法，包括：在襯底中形成淺溝槽；執(zhí)行離子注入，在淺溝槽底部的襯底中形成摻雜區(qū)；執(zhí)行熱氧化，在淺溝槽底部形成墊氧化層；在淺溝槽中填充沉積氧化物，形成具有倒梯形截面的淺溝槽隔離。

其中，形成淺溝槽的步驟進(jìn)一步包括：在襯底上形成硬掩模層；刻蝕硬掩模層形成硬掩模圖形；以硬掩模圖形為掩模，刻蝕襯底形成淺溝槽。

其中，硬掩模層包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅及其組合。其中，硬掩模層厚度為10～200nm。

其中，淺溝槽具有正梯形截面，側(cè)壁與水平線之間的交角在75度至88度之間。

其中，注入的離子包括B、P、H、Na、Cl及其組合。

其中，注入的離子為Cl，注入原料為HCl。

其中，注入能量為20KeV至100KeV，注入劑量為1E14至5E15原子/cm²。

其中，熱氧化工藝的溫度為900～1200攝氏度。

其中，墊氧化層上部厚度小于下部厚度。

依照本發(fā)明的淺溝槽隔離制造方法，通過(guò)在淺溝槽底部注入摻雜離子以加速氧化，使得采用氧化物填充淺溝槽過(guò)程中在淺溝槽底部增生了氧化物，最終形成了具有倒梯形截面的淺溝槽隔離，從而提高了器件隔離性能。

附圖說(shuō)明

以下參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，其中：

圖1至圖5為依照本發(fā)明的淺溝槽隔離制造方法各步驟的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖并結(jié)合示意性的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案的特征及其技術(shù)效果。需要指出的是，類似的附圖標(biāo)記表示類似的結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)中所用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“上”、“下”、“厚”、“薄”等等可用于修飾各種器件結(jié)構(gòu)和/或制造步驟。這些修飾除非特別說(shuō)明并非暗示所修飾器件結(jié)構(gòu)和/或制造步驟的空間、次序或?qū)蛹?jí)關(guān)系。