[發(fā)明專利]淺溝槽隔離的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410164073.4
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN104051321A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桑寧波;雷通;賀忻;方精訓(xùn)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 吳俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種淺溝槽隔離的制備方法。

背景技術(shù)

隨著摩爾定律的進(jìn)一步推進(jìn)，集成電路的集成度越來越高，元器件的縮小化使得元器件之間的隔離結(jié)構(gòu)也必須等比例縮小，這也就意味著隔離的難度越來越高。由于傳統(tǒng)的場氧化法隔離有鳥嘴效應(yīng)等原因，在90納米及以下工藝中淺溝槽隔離(Shallow?Trench?Isolation，簡稱：STI)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

40納米以下淺溝槽隔離一般溝槽的深度在3000埃米左右，但是寬度僅為400到800埃米，深寬比僅為4：1甚至到達(dá)8：1，這樣高的深寬比普通的化學(xué)氣相沉積已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能完成無缺陷的填充。目前業(yè)界廣泛使用的主要為AMAT的液源低壓化學(xué)氣相沉積(HARP)和NVLS的高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDP-CVD)兩種工藝，但是AMAT公司的HARP需要結(jié)合濕法退火才能得到無空隙的填充，而濕法退火由于水氣在高溫下與硅反應(yīng)會(huì)消耗溝槽里的硅，造成有源區(qū)的的尺寸縮小，NVLS公司的HDP-CVD不需要結(jié)合濕法退火，但是由于高密度的等離子體以及刻蝕過程中含氟離子對(duì)溝槽表面的轟擊等會(huì)對(duì)單晶硅造成損傷，該損傷會(huì)形成缺陷，對(duì)器件可靠性造成較大影響。

中國專利(CN101777510A)公開了一種修復(fù)淺溝道隔離槽邊角損傷的方法，用于制作淺溝道隔離槽的過程中，其特征在于，在利用化學(xué)機(jī)械拋光去除沉積的氧化層之后，通過濕法刻蝕去除所述氮化物層之前，該方法進(jìn)一步包括：對(duì)淺溝道隔離槽進(jìn)行高溫氧化處理，通過重新修復(fù)淺溝道隔離槽邊角處在化學(xué)機(jī)械拋光過程中被破壞的分子結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑺鰷\溝道隔離槽邊角處原本疏松的分子結(jié)構(gòu)通過高溫氧化的方法變得穩(wěn)固和致密，因此能夠有效修復(fù)淺溝道隔離槽邊角損傷。

該專利提供的修復(fù)淺溝道隔離槽邊角損傷的方法，但并未涉及到如何在淺溝槽內(nèi)進(jìn)行無縫隙填充的解決方法。

中國專利(CN102263021A)公開了一種低電壓柵氧化層制備方法，通過等離子體氮化處理使N等離子體轟擊受損基底上生成的低電壓柵氧化層，使低電壓柵氧化層中的部分Si與N結(jié)合形成Si-N鍵，接著再對(duì)低電壓柵氧化層進(jìn)行退火處理以修復(fù)晶格損傷。

該專利為最近接本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)，采用形成的低電壓柵氧化層確保具有較高的擊穿電壓，從而提高器件的性能，但同樣并未涉及到如何在淺溝槽內(nèi)進(jìn)行無縫隙填充的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種淺溝槽隔離的制備方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

步驟S1、提供一設(shè)置有淺溝槽的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；

步驟S2、采用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝在所述淺溝槽中填充二氧化硅薄膜，該二氧化硅薄膜的表面呈U形，且覆蓋所述淺溝槽的側(cè)壁；

步驟S3、采用SiCoNi預(yù)清洗工藝對(duì)所述二氧化硅薄膜進(jìn)行刻蝕，以去除部分覆蓋所述淺溝槽側(cè)壁的二氧化硅薄膜，使所述二氧化硅薄膜的表面水平，且該表面與所述淺溝槽的頂部之間的距離不超過

步驟S4、對(duì)所述淺溝槽的側(cè)壁進(jìn)行熱氧化工藝；

步驟S5、進(jìn)行退火工藝；

步驟S6、采用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝制備二氧化硅填充所述淺溝槽中剩余的部分。

所述的淺溝槽隔離的制備方法，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)根據(jù)以下步驟制備：

提供一晶圓硅襯底，并在所述晶圓硅襯底上沉積一層刻蝕阻擋層；

采用光刻工藝和刻蝕工藝刻蝕所述刻蝕阻擋層，刻蝕至所述晶圓硅襯底時(shí)停止；

利用被刻蝕過的刻蝕阻擋層為刻蝕掩膜，刻蝕所述晶圓硅襯底，于所述晶圓硅襯底中形成淺溝槽隔離。

所述的淺溝槽隔離的制備方法，其中，所述步驟S4中，所述U形二氧化硅薄膜底部的上表面距離所述淺溝槽頂部距離為

所述的淺溝槽隔離的制備方法，其中，所述熱氧化工藝對(duì)所述淺溝槽的側(cè)壁生長的所述二氧化硅層厚度為

所述的淺溝槽隔離的制備方法，其中，步驟S6中，采用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝制備的二氧化硅的厚度在以上。

所述的淺溝槽隔離的制備方法，其中，步驟S6中，所述二氧化硅的均勻性在3％以內(nèi)。

所述的淺溝槽隔離的制備方法，其中，所述高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝與所述等離子體化學(xué)氣相沉積工藝在同一設(shè)備中完成。

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：

本發(fā)明通過將淺溝槽隔離上頂部的側(cè)壁氧化為二氧化硅的方法修復(fù)因高密度等離子體轟擊而產(chǎn)生的單晶硅缺陷，提高了器件的可靠性與良率。

附圖說明