[發明專利]形成淺溝槽隔離區的方法

在審

• 申請號: 201210338682.8
• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN103681449A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張飛;楊玲;夏雁賓
• 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
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術領域

本發明涉及半導體器件的制作技術，特別涉及一種形成淺溝槽隔離區的方法。

背景技術

現有技術淺溝槽隔離區（STI）的具體制作方法包括如下步驟：

步驟11、在半導體襯底100上熱氧化生長隔離氧化層101，以保護有源區在后續去掉氮化硅層的過程中免受化學玷污，以及作為氮化硅層與硅襯底之間的應力緩沖層，所述半導體襯底為硅襯底；

步驟12、在所述隔離氧化層101的表面沉積氮化硅層102；其中，本步驟中沉積得到的氮化硅層是一層堅固的掩膜材料；

步驟13、淺溝槽的刻蝕：依次刻蝕氮化硅層102、隔離氧化層101及半導體襯底100，在所述半導體襯底100內形成溝槽；

步驟14、溝槽襯墊氧化硅103的生長，在溝槽內部表面生長一層襯墊氧化硅103，該襯墊氧化硅103用于改善半導體襯底與后續填充的氧化物之間的界面特性；

步驟15、對所述襯墊氧化硅103進行退火處理，

步驟16、溝槽氧化物104填充及拋光，采用高密度等離子體化學氣相沉積（HDPCVD）的方法，在溝槽內填充氧化物，然后進行氧化物的拋光；其中，在步驟12中沉積得到的氮化硅層，可以在執行本步驟的過程中保護有源區，充當拋光的阻擋材料，防止氧化物的過度拋光；

具體的，HDPCVD采用邊沉積邊刻蝕的方法進行填充，即使用同步沉積和刻蝕，沉積的速率大于刻蝕的速率，這樣就會減少溝槽內空洞（via）的產生。

步驟17、去除所述氮化硅層102。

根據上述描述，步驟11至16形成的結構示意圖如圖1a所示，步驟17形成的結構示意圖如圖1b所示。

需要說明的是，在形成淺溝槽隔離區的過程中，會在多個步驟中用到具有腐蝕性的酸堿溶液，例如，步驟16中進行氧化物的拋光時，拋光酸溶液在研磨的過程中可能從S?TI和有源區（AA）之間的縫隙進入到半導體襯底表面，不僅腐蝕AA拐角處的隔離氧化層，而且腐蝕AA拐角處的半導體襯底表面，在圖1b中出現如圖所示的缺陷。再例如，步驟17去除氮化硅層102也會用到酸溶液，這時，如果AA拐角處的襯墊氧化硅膜質量不高，也很容易受到酸的腐蝕，進而腐蝕到半導體襯底表面。后續在淺溝槽隔離區兩側的有源區上形成多晶硅柵極，很有可能因為凹陷的存在，使得刻蝕多晶硅柵極不完全，導致兩個有源區上的多晶硅柵極電性相連。因此如何改善AA拐角處襯墊氧化硅膜的質量，成為業內關注的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種形成淺溝槽隔離區的方法，能夠改善AA拐角處的襯墊氧化硅膜質量。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種形成淺溝槽隔離區的方法，該方法包括：

在半導體襯底上依次形成隔離氧化層和氮化硅層；

依次刻蝕氮化硅層、隔離氧化層及半導體襯底，在所述半導體襯底內形成溝槽；

在所述溝槽內部表面生長一層襯墊氧化硅；

對所述襯墊氧化硅進行退火處理；

在溝槽內進行氧化物的填充及拋光，形成淺溝槽隔離區，并去除所述氮化硅層；

對所述襯墊氧化硅進行退火處理時，通入氧氣以提高襯墊氧化硅的形成質量。

采用高密度等離子體化學氣相沉積HDPCVD方法在溝槽內填充氧化物。

從上述方案可以看出，本發明在形成淺溝槽隔離區，對襯墊氧化硅進行退火處理的同時，還通入氧氣，進一步改善襯墊氧化硅的形成質量，尤其是AA拐角處的襯墊氧化硅膜質量，能夠與隔離氧化層連接得更緊密，使之更能抵抗酸堿溶液的腐蝕，從而避免在AA拐角處出現凹陷。

附圖說明

圖1a至圖1b為現有技術形成淺溝槽隔離區的具體過程的結構示意圖。

圖2a至2b為本發明形成淺溝槽隔離區具體過程的結構示意圖。

圖2為本發明淺溝槽隔離區制作方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。

本發明淺溝槽隔離區的具體制作過程示意圖請參閱圖2a至圖2b，具體制作方法的流程示意圖如圖2所示，包括如下步驟：

步驟21、在半導體襯底100上依次形成隔離氧化層101和氮化硅層102；

具體地，在半導體襯底100上熱氧化生長隔離氧化層101，以保護有源區在后續去掉氮化硅層的過程中免受化學玷污，以及作為氮化硅層與硅襯底之間的應力緩沖層；然后在所述隔離氧化層101的表面沉積氮化硅層102；其中，本步驟中沉積得到的氮化硅層是一層堅固的掩膜材料；