[發明專利]一種場氧化層的平坦化方法

有效

• 申請號: 201610461459.0
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107527810B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 馬萬里
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 陶敏;劉芳

本發明提供一種場氧化層的平坦化方法。本發明的場氧化層的平坦化方法，包括如下順序進行的步驟：在硅襯底上依次形成氧化層和氮化硅層；光刻、刻蝕，在所述氮化硅層上形成場氧化層圖形；在所述場氧化層圖形上形成場氧化層；刻蝕部分場氧化層和全部氮化硅層，并使殘留場氧化層的上表面不低于所述氧化層的上表面；去除所述氧化層和部分場氧化層，使殘留場氧化層的上表面與所述硅襯底的上表面齊平。本發明對場氧化層的平坦化方法進行優化，從而簡化了平坦化工藝，并且降低了制造成本。

技術領域

本發明涉及半導體芯片制造領域，具體涉及一種場氧化層的平坦化方法。

背景技術

在芯片的制作過程中，經常需要制作場氧化層，對于某些器件的制作工藝，例如射頻橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)等，為了提高器件的頻率，場氧化層通常生長得很厚，厚度可達到2um以上，其會造成硅片表面的平坦化程度較差，從而給后續的工藝步驟帶來很大麻煩。

如圖1A至圖1F所示，現有的一種場氧化層的平坦化方法在硅襯底1上形成氧化層2和氮化硅層3后，光刻、刻蝕，在氮化硅層3上形成場氧化層圖形，隨后在場氧化層圖形上形成場氧化層4，再采用化學機械拋光工藝進行平坦化。該方式需要化學機械拋光設備，制造成本相對較高。

結合圖1A至圖1C以及圖2A至圖2C所示，現有的另一種場氧化層的平坦化方法采用光刻膠/旋涂液態玻璃回刻的工藝進行平坦化，該方式在場氧化層圖形上形成場氧化層4后，先去除氮化硅層3，隨后涂覆光刻膠，形成光刻膠層5，再采用干法刻蝕進行回刻。在回刻時，為了獲得較好的平坦化效果，通常需要對刻蝕工藝進行精細的調整，以確保對光刻膠層5和場氧化層4的刻蝕速率一致，其對工藝水平的要求較高，并且成本也較高。因此，上述平坦化方法均存在成本高、工藝復雜等缺陷。

發明內容

本發明提供一種場氧化層的平坦化方法，其對設備的要求低，不僅簡化了平坦化工藝，并且降低了制造成本。

本發明提供一種場氧化層的平坦化方法，包括如下順序進行的步驟：

在硅襯底上依次形成氧化層和氮化硅層；

光刻、刻蝕，在所述氮化硅層上形成場氧化層圖形；

在所述場氧化層圖形上形成場氧化層；

刻蝕部分場氧化層和全部氮化硅層，并使殘留場氧化層的上表面不低于所述氧化層的上表面；

去除所述氧化層和部分場氧化層，使殘留場氧化層的上表面與所述硅襯底的上表面齊平。

在一實施方式中，采用濕法刻蝕(腐蝕)依次去除所述部分場氧化層和全部氮化硅層；具體地，所述刻蝕部分場氧化層和全部氮化硅層，并使殘留場氧化層的上表面不低于所述氧化層的上表面，可以包括如下順序進行的步驟：

濕法刻蝕部分場氧化層，并使殘留場氧化層的上表面高于所述氧化層的上表面；

濕法刻蝕全部氮化硅層。

在本發明中，可以根據待刻蝕物質的性質選擇適宜的刻蝕劑(腐蝕劑)，例如可以采用氫氟酸溶液濕法刻蝕部分場氧化層，并且可以采用濃磷酸濕法刻蝕全部氮化硅層。

進一步地，對各腐蝕劑的具體濃度、溫度以及腐蝕時間不作嚴格限制，可根據腐蝕要求進行適宜選擇。例如，采用氫氟酸溶液對部分場氧化層進行腐蝕時，腐蝕條件滿足使殘留場氧化層的上表面位于所述氧化層之上，特別是使殘留場氧化層的上表面略高于氧化層的上表面即可，腐蝕厚度可以為原始場氧化層厚度的一半左右；采用濃磷酸對所述氮化硅層進行腐蝕時，腐蝕條件滿足去除全部的氮化硅層即可。其中，所述氫氟酸溶液的溫度可以為常溫；所述濃磷酸的溫度可以為160-200℃，例如180℃。