[發(fā)明專利]一種多晶硅柵極的生長方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611077583.3
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106783567B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 信恩龍;李潤領(lǐng);關(guān)天鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/285
• 代理公司: 31275 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 吳世華;陳慧弘<國際申請>=<國際公布>

本發(fā)明公開了一種多晶硅柵極的生長方法，通過先采用選擇性生長工藝，在有源區(qū)薄的氧化物和溝槽隔離區(qū)厚的氧化物上有選擇性的沉積第一柵極，使在初始階段有源區(qū)上的生長速率大大快于溝槽區(qū)的生長速率，當(dāng)?shù)谝粬艠O的生長厚度大于等于溝槽區(qū)高于有源區(qū)的臺(tái)階高度時(shí)，切換生長工藝，再采用傳統(tǒng)工藝生長第二柵極，完成多晶硅柵極的生長，從而降低了多晶硅柵極在有源區(qū)和溝槽隔離區(qū)高度差，保證了工藝的可控性與可靠性，提高器件的均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多晶硅柵極的生長方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路工藝的快速發(fā)展，要求電路集成化越來越高，尺寸越來越小，特別是到了28nm Poly SiON(多晶氮氧化硅)工藝節(jié)點(diǎn)，不僅要求保障芯片在低壓下工作的穩(wěn)定性，而且要求保障器件的均勻性。于是，對模塊工藝、薄膜的厚度的均勻性以及關(guān)鍵尺寸的均勻性的要求就變得更為嚴(yán)苛。

請參閱附圖1和附圖2，附圖1是現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅柵極的生長過程流程圖，附圖2a-2c是現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅柵極的生長結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，目前的多晶硅柵極的生長工藝過程主要包括：首先，提供一半導(dǎo)體襯底100，如圖2a所示。然后，在所述襯底上形成淺溝槽隔離區(qū)11，其余區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)，用二氧化硅填充淺溝槽隔離區(qū)11，之后，在有源區(qū)上表面生長一層?xùn)艠O氧化層(圖中未標(biāo)記)；該步驟中，因?yàn)闇\溝槽填充的二氧化硅在后續(xù)刻蝕工藝中會(huì)被部分消耗，為了避免產(chǎn)生漏電，工藝要求淺溝槽隔離區(qū)需要高出半導(dǎo)體襯底上表面100埃左右，如圖2b所示。接下來，采用傳統(tǒng)沉積工藝方法形成多晶硅柵極101，如圖2c所示。由于淺溝槽隔離區(qū)高出一臺(tái)階高度，所以，在柵極沉積后表面仍然存在這樣的高度差異，導(dǎo)致形成的柵極圖案的高度以及關(guān)鍵尺寸的均勻性都很差。通常，會(huì)通過光學(xué)臨近修正方法(Optical Proximity Correction,OPC)來改善尺寸均勻性的問題，但高度差是無法改變的。因此，后續(xù)模塊工藝、薄膜的厚度的均勻性以及關(guān)鍵尺寸的均勻性都受到影響，降低了產(chǎn)品的成品率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種柵極選擇性沉積方案，即在有源區(qū)薄的氧化物和溝槽隔離區(qū)厚的氧化物上有選擇性的沉積多晶硅柵極，降低多晶硅柵極在有源區(qū)和溝槽隔離區(qū)的高度差，提高器件的均勻性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多晶硅柵極的生長方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一半導(dǎo)體襯底；

步驟S02：在所述襯底上形成淺溝槽隔離區(qū)，其它區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)，之后，用二氧化硅填充所述淺溝槽隔離區(qū)直至高于所述有源區(qū)上表面，形成一具有一定高度的臺(tái)階，在所述有源區(qū)上表面生長一層?xùn)艠O氧化層；

步驟S03：采用選擇性沉積工藝方法生長第一柵極，且第一柵極的厚度大于等于所述臺(tái)階的高度；

步驟S04：采用傳統(tǒng)沉積工藝方法生長第二柵極。

優(yōu)選地，步驟S03中，所述選擇性沉積工藝使用的主要?dú)怏w原料為SiH₂Cl₂和HCl，溫度為600～700℃。

優(yōu)選地，步驟S02中，所述淺溝槽隔離區(qū)的深度為2000～3000埃。

優(yōu)選地，步驟S02中，所述柵極氧化層的厚度為15～25埃。

優(yōu)選地，步驟S02中，所述臺(tái)階的高度為50～150埃。

優(yōu)選地，步驟S03中，所述第一柵極的厚度為100～200埃。

優(yōu)選地，步驟S04中，所述第二柵極的厚度為400～600埃。

優(yōu)選地，步驟S02中，采用化學(xué)氣相沉積法填充所述二氧化硅。