專利名稱：淺槽隔離的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體的制造方法，特別是關(guān)于具有淺槽隔離的半導(dǎo)體的制造方法。
因此目前淺槽隔離(Shallow Trench Isolation；STI)技術(shù)制作主動區(qū)域之間的絕緣結(jié)構(gòu)已逐漸被普遍采用。STI結(jié)構(gòu)的形成通常是先在半導(dǎo)體基底上沉積一層氮化硅層，然后圖案化此氮化硅層形成硬掩膜。接著蝕刻基底，在相鄰的元件之間形成陡峭的溝渠。最后，在溝渠中填入氧化物形成元件隔離結(jié)構(gòu)。雖然STI工藝比LOCOS工藝擁有較佳的隔離特性，然而由于等離子體破壞，可產(chǎn)生大量的蝕刻缺陷，且具有尖銳角落的陡峭溝渠也會導(dǎo)致角落寄生漏電流(corner parasiticleakage)，因而降低STI的隔離特性。
因此如何在簡化STI工藝中，仍能維持淺槽的隔離的特性，為集成電路廠商所努力的方向。其對半導(dǎo)體的制造及進(jìn)步，無可置疑的提供了重要的貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，因?yàn)榫哂屑怃J角落的陡峭溝渠會導(dǎo)致角落寄生漏電流等現(xiàn)象，使STI的隔離特性因而降低，如何能簡化STI工藝，且能維持淺槽的隔離的特性，為集成電路廠商所努力的方向。
本發(fā)明的目的之一是提供一種淺槽隔離的制造方法，利用簡化淺槽隔離的制造方法，使淺槽隔離的制造更為簡易而有效。
本發(fā)明的再一目的是提供一種淺槽隔離的制造方法，利用簡化淺槽隔離的制造方法，且維持淺槽良好的隔離的特性。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供了一種淺槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包含下列步驟首先，提供一基材，并在基材中形成一溝渠，且利用控制蝕刻氣體的成分的方法，使溝渠形成圓滑的底部角落。再利用熱氧化工藝，在溝渠及基材的表面形成一具有圓滑的頂部角落的第一氧化硅層。利用第一離子注入工藝，在第一氧化硅層的下方形成一第一離子注入?yún)^(qū)。沉積一第二氧化硅層于第一氧化硅層上方及溝渠之中?；瘜W(xué)機(jī)械研磨第二氧化硅層及第一氧化硅層，至第一離子注入?yún)^(qū)上方的第二氧化硅層及第一氧化硅層達(dá)到一預(yù)定的總厚度時停止。再利用第二離子注入工藝，將第一離子注入?yún)^(qū)局部形成一第二離子注入?yún)^(qū)。最后，再清洗第一氧化硅層及第二氧化硅層至第二離子注入?yún)^(qū)，使露出第二離子注入?yún)^(qū)。其中所述的形成溝渠的方法系使用在基材上形成一圖案化光阻層后，再以圖案化光阻層為掩膜，非等向性蝕刻基材，以形成所述的溝渠。而第一離子注入工藝一般使用P型離子注入工藝；而第二離子注入工藝一般使用N型離子注入工藝。
因此，本發(fā)明的淺槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，形成具有圓滑角落的淺槽隔離結(jié)構(gòu)，降低因?yàn)榻锹湫?yīng)所造成的漏電流。更不需要使用到氮化硅(Silicon Nitride)，可避免庫依效應(yīng)(Kooi Effect)，而導(dǎo)致的氮氧化硅再沉積的問題。且更可省略傳統(tǒng)STI工藝中的犧牲氧化層(Sacrificial Oxide；SAC Oxide)，因此，對STI工藝的簡化提供了重要的貢獻(xiàn)。
圖中符號說明100 基材110 光阻115 溝渠120 圓滑角落130 圓滑角落140 氧化層150 P型離子注入?yún)^(qū) 170 P型離子注入180 氧化硅層190 N型離子注入?yún)^(qū)200 氧化硅層210 P型離子注入?yún)^(qū)220 N型離子注入本發(fā)明提供一種淺槽隔離的制造方法，不僅簡化淺槽隔離工藝的步驟，更具有圓滑的淺槽剖面輪廓，使淺槽有效的隔離元件及電路，更使集成電路的生產(chǎn)更為有效及穩(wěn)定。
以下將以圖標(biāo)及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明的精神，如本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明的較佳實(shí)施例后，當(dāng)可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本發(fā)明的精神與范圍。

圖1A至圖1G為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的工藝剖面示意圖，其說明利用本發(fā)明的淺槽隔離的制造流程。
如圖1A中所示，首先提供一半導(dǎo)體基材100，然后在基材100上形成圖案化光阻層110。接著再以圖案化光阻層為掩膜，進(jìn)行非等向性干蝕刻工藝，例如是反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)，對基材100進(jìn)行蝕刻，以形成一溝渠115，并利用蝕刻氣體成分的改變，使溝渠115的底部具有圓滑角落120的剖面輪廓。
請參照圖1B，去除光阻層后，利用熱氧化技術(shù)，在溝渠115的側(cè)壁與底部形成出一氧化層140。由于光阻110去除后所留下的具有銳角形狀的溝渠115頂部，也因?yàn)殇J角所造成的能量集中，而在內(nèi)側(cè)形成圓滑角落130。因此，此時溝渠115的周圍均形成內(nèi)部平滑的氧化層140。再請參照圖1C圖，如圖中所示，利用P型離子注入170于半導(dǎo)體基材100中進(jìn)行離子注入，用以形成位于上述熱氧化技術(shù)所形成的氧化層140的下方的一P型離子注入?yún)^(qū)150。而上述的P型離子注入?yún)^(qū)150在內(nèi)部平滑的氧化層140下方，形成具有平滑剖面輪廓的P型離子注入?yún)^(qū)150。
請參照圖1D，以高密度等離子體化學(xué)氣相沉積(HDP-CVD)在溝渠及氧化層140的上方形成HDP氧化硅層180，以作為淺槽隔離結(jié)構(gòu)。然后使用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)或回蝕刻(Etch Back)工藝，去除P型離子注入?yún)^(qū)150上方的氧化層140及氧化硅層180至約200埃至300埃，形成一平坦的表面。
請參照圖1E，接著再以N型離子注入220，在P型離子注入?yún)^(qū)150中形成N型離子注入?yún)^(qū)190。因此，原先的P型離子注入?yún)^(qū)150被分為N型離子注入?yún)^(qū)190及P型離子注入?yún)^(qū)210兩種離子注入?yún)^(qū)。再利用清洗工藝，將主動區(qū)，例如N型離子注入?yún)^(qū)190，上方的殘留的氧化硅加以去除，使主動區(qū)露出。其中清洗工藝一般可使用濕式及/或干式蝕刻進(jìn)行。而溝渠中形成的氧化硅層180與氧化層140則共同形成氧化硅層200，以形成淺槽隔離結(jié)構(gòu)。
綜上所述，利用本發(fā)明的淺槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，可以形成具有圓滑角落的淺槽隔離結(jié)構(gòu)，減少因?yàn)榻锹湫?yīng)所造成的漏電流。且并不需要使用到氮化硅，可避免庫依效應(yīng)導(dǎo)致的氮氧化硅再沉積的問題。且本發(fā)明的方法更可省略傳統(tǒng)STI工藝中的犧牲氧化層，因此，對STI工藝的簡化提供了重要的貢獻(xiàn)。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種淺槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，至少包括下列步驟提供一基材，在該基材中形成一溝渠，該溝渠具有圓滑的底部角落；利用熱氧化工藝，在該溝渠及該基材的表面形成一第一氧化硅層，其中該第一氧化硅層具有圓滑的頂部角落；利用第一離子注入工藝，使該第一氧化硅層的下方形成一第一離子注入?yún)^(qū)；沉積一第二氧化硅層于該第一氧化硅層上方及該溝渠之中；平坦化該第二氧化硅層及該第一氧化硅層，至該第一離子注入?yún)^(qū)上方的該第一氧化硅層及該第二氧化硅層形成一預(yù)定的總厚度時停止；利用第二離子注入工藝，使該第一離子注入?yún)^(qū)局部形成一第二離子注入?yún)^(qū)；以及清洗該第一氧化硅層及該第二氧化硅層至該第二離子注入?yún)^(qū)，使露出該第二離子注入?yún)^(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的形成該溝渠的方法包含在該基材上形成一圖案化光阻層；以及以該圖案化光阻層為掩膜，非等向性蝕刻該基材，并利用控制蝕刻氣體的成分，以在該溝渠形成該圓滑的底部角落。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的第一離子注入工藝包含P型離子注入工藝。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的第二離子注入工藝包含N型離子注入工藝。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于在該第一離子注入?yún)^(qū)上方的該第一氧化硅層及該第二氧化硅層所形成預(yù)定的總厚度約為200埃至300埃。
6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的清洗方式包含濕式蝕刻及/或干式蝕刻。
7.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的平坦化方式包含化學(xué)機(jī)械研磨或回蝕刻。
8.一種淺槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，至少包括下列步驟提供一基材，在該基材中形成一溝渠，該溝渠具有圓滑的底部角落；利用熱氧化工藝，在該溝渠及該基材的表面形成一第一氧化硅層，其中該第一氧化硅層具有圓滑的頂部角落；利用P型離子注入工藝，使該第一氧化硅層的下方形成一P型離子注入?yún)^(qū)；沉積一第二氧化硅層于該第一氧化硅層上方及該溝渠之中；平坦化該第二氧化硅層及該第一氧化硅層，至該P(yáng)型離子注入?yún)^(qū)上方的該第一氧化硅層及該第二氧化硅層形成一預(yù)定的總厚度時停止；利用N型離子注入工藝，使該P(yáng)型離子注入?yún)^(qū)局部形成一N型離子注入?yún)^(qū)；以及清洗該第一氧化硅層及該第二氧化硅層至該N型離子注入?yún)^(qū)，使露出該N型離子注入?yún)^(qū)。
9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于所述的形成該溝渠的方法包含在該基材上形成一圖案化光阻層；以及以該圖案化光阻層為掩膜，非等向性蝕刻該基材，并利用控制蝕刻氣體的成分，以在該溝渠形成該圓滑的底部角落。
10.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于所述的清洗方式包含濕式蝕刻及/或干式蝕刻。
11.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于在該P(yáng)型離子注入?yún)^(qū)上方的該第一氧化硅層及該第二氧化硅層所形成預(yù)定的總厚度約為200埃至300埃。
12.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于所述的平坦化方式包含化學(xué)機(jī)械研磨或回蝕刻。
全文摘要
一種淺槽隔離的制造方法，包含下列步驟提供一基材，該基材上具有圓滑的底部角落的溝渠。再利用熱氧化工藝，在溝渠及基材的表面形成具有圓滑的頂部角落的第一氧化硅層。第一離子注入工藝，在第一氧化硅層的下方形成一第一離子注入?yún)^(qū)。沉積一第二氧化硅層，化學(xué)機(jī)械研磨第二氧化硅層及第一氧化硅層，達(dá)到一預(yù)定的總厚度時停止。使用第二離子注入工藝，使第一離子注入?yún)^(qū)局部形成第二離子注入?yún)^(qū)。最后，再清洗第一氧化硅層及第二氧化硅層至第二離子注入?yún)^(qū)，使露出第二離子注入?yún)^(qū)。
文檔編號H01L21/76GK1464544SQ0212269
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月20日
發(fā)明者梁乃元 申請人:旺宏電子股份有限公司