[發(fā)明專利]淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410365836.1
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105304549A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊貴璞;王堅(jiān);王暉
• 申請（專利權(quán)）人: 盛美半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 施浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法。

背景技術(shù)

目前，淺溝槽隔離技術(shù)已成為0.25um及以下工藝的主流隔離技術(shù)。現(xiàn)有的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法包括如下步驟：

首先，在硅襯底上生長二氧化硅墊層；

然后，在二氧化硅墊層的表面沉積氮化硅層，氮化硅層作為后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光處理的停止層；

接著，依次刻蝕氮化硅層、二氧化硅墊層及硅襯底，形成淺溝槽；

隨后，在淺溝槽的底部及側(cè)壁生長二氧化硅襯層；

然后，采用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)在淺溝槽內(nèi)及氮化硅層表面沉積二氧化硅；

接著，采用化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)對沉積的二氧化硅進(jìn)行平坦化處理直至氮化硅層；

最后，采用熱的磷酸去除氮化硅層。

在上述步驟中，采用熱的磷酸去除氮化硅層的過程中，時常發(fā)現(xiàn)有氮化硅殘留，也就是采用熱的磷酸沒有完全去除氮化硅層。經(jīng)過分析研究，發(fā)現(xiàn)之所以有氮化硅殘留，是因?yàn)榈鑼由嫌卸趸铓埩簦鵁岬牧姿崾菬o法去除二氧化硅的。二氧化硅的殘留是因?yàn)榛瘜W(xué)機(jī)械拋光后沒有清洗干凈導(dǎo)致。在現(xiàn)有的工藝中，采用化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)平坦化二氧化硅后，采用的是SC1(氨水和雙氧水的混合溶液)清洗硅襯底表面，其主要目的是去除硅襯底表面的研磨顆粒。由于SC1不會與二氧化硅化學(xué)反應(yīng)，因此，即使氮化硅層表面有二氧化硅殘留，SC1也無能為力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，該方法能夠有效去除氮化硅層表面的二氧化硅，從而使后續(xù)去除氮化硅層時，氮化硅層能夠全部去盡。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，包括步驟：提供一半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底的表面生長墊氧化層；在墊氧化層的表面沉積氮化硅層；依次刻蝕氮化硅層、墊氧化層及半導(dǎo)體襯底，形成淺溝槽；在淺溝槽的底部和側(cè)壁生長襯氧化層；在淺溝槽內(nèi)及氮化硅層的表面沉積二氧化硅介質(zhì)層；采用化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)對沉積的二氧化硅介質(zhì)層進(jìn)行平坦化處理直至氮化硅層；采用BHF清洗氮化硅層的表面及去除氮化硅層。

進(jìn)一步的，半導(dǎo)體襯底為硅襯底。

進(jìn)一步的，BHF是NH₄F和HF的混合溶液。

進(jìn)一步的，BHF的濃度為0.5％-10％。

進(jìn)一步的，采用BHF清洗氮化硅層的表面的清洗時間為5s-100s。

進(jìn)一步的，采用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)在淺溝槽內(nèi)及氮化硅層的表面沉積二氧化硅介質(zhì)層。

進(jìn)一步的，在墊氧化層的表面沉積氮化硅層時，增加沉積的氮化硅層的厚度。

進(jìn)一步的，增加的氮化硅層的厚度等于BHF刻蝕掉的淺溝槽中的二氧化硅介質(zhì)層的厚度。

進(jìn)一步的，墊氧化層及襯氧化層的材質(zhì)均為二氧化硅。

進(jìn)一步的，采用熱的磷酸去除氮化硅層。

綜上所述，本發(fā)明淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法在化學(xué)機(jī)械拋光二氧化硅介質(zhì)層后采用BHF清洗氮化硅層的表面，BHF與二氧化硅化學(xué)反應(yīng)，從而避免了二氧化硅殘留在氮化硅層的表面，確保后續(xù)在去除氮化硅層時，氮化硅層能夠全部去盡而不會發(fā)生氮化硅有殘留的現(xiàn)象。

附圖說明

圖1(a)至圖1(c)揭示了本發(fā)明的一實(shí)施例的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2揭示了本發(fā)明的一實(shí)施例的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所達(dá)成目的及效果，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合圖式予以詳細(xì)說明。

參考圖1(a)至圖1(c)以及圖2所示，揭示了本發(fā)明的一實(shí)施例的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法。該方法包括如下步驟：

步驟S201，提供一半導(dǎo)體襯底101，在半導(dǎo)體襯底101的表面生長墊氧化層102；

具體地，半導(dǎo)體襯底101為硅襯底，墊氧化層102的材質(zhì)為二氧化硅。

步驟S202，在墊氧化層102的表面沉積氮化硅層103；

具體地，氮化硅層103作為后續(xù)化學(xué)機(jī)械拋光平坦化處理的停止層。

步驟S203，依次刻蝕氮化硅層103、墊氧化層102及半導(dǎo)體襯底101，形成淺溝槽；

具體地，采用光刻技術(shù)在氮化硅層103的表面形成具有開口的光刻膠圖形，并通過該開口圖案化氮化硅層103、墊氧化層102及半導(dǎo)體襯底101，從而形成淺溝槽。

步驟S204，在淺溝槽的底部和側(cè)壁生長襯氧化層104；

具體地，襯氧化層104的材質(zhì)為二氧化硅。