專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造方法，更具體涉及隔離溝槽可被完全間隙填充而沒有空隙的半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
局部氧化隔離(LOCOS)和淺溝槽隔離(STI)是產(chǎn)生隔離結(jié)構(gòu)的兩種常用方法。隨著半導(dǎo)體器件的集成度增大，形成隔離結(jié)構(gòu)的過(guò)程更加困難，尤其是對(duì)于LOCOS法。因此，高度集成器件的隔離結(jié)構(gòu)通過(guò)淺溝槽隔離(STI)法在半導(dǎo)體襯底中形成溝槽和填充溝槽的間隙來(lái)形成。
STI法可通過(guò)幾種方法實(shí)現(xiàn)。以NAND快閃存儲(chǔ)器件作為例子，方法之一是順序蝕刻通道氧化物層、多晶硅層和硬掩模層以形成溝槽，隨后通過(guò)間隙填充溝槽，而在整個(gè)表面上形成氧化物層。然而，高度集成器件具有深度比溝槽進(jìn)口寬度深的溝槽，這使得難以間隙填充溝槽而不產(chǎn)生空隙。
在利用氧化物膜間隙填充溝槽時(shí)，溝槽開口具有快于溝槽底部的沉積速度。因此，產(chǎn)生懸垂(over-hang)現(xiàn)象，其中當(dāng)沉積氧化物層時(shí)，堵塞溝槽進(jìn)口。
用于解決該問(wèn)題的溝槽間隙填充方法通常包括以下方法之一。第一方法涉及通過(guò)采用高密度等離子體(HDP)在溝槽中形成氧化物層，蝕刻形成在溝槽進(jìn)口部分處的厚氧化物層，以防止產(chǎn)生空隙。第二方法涉及改變間隙填充材料，亦即使用電介質(zhì)上旋涂(SOD)材料來(lái)間隙填充溝槽。
第一溝槽間隙填充方法可應(yīng)用于90nm器件。然而，在應(yīng)用于70nm器件時(shí)優(yōu)點(diǎn)較少，這是因?yàn)楸仨氈貜?fù)實(shí)施的沉積、濕蝕刻和沉積增加了生產(chǎn)時(shí)間和成本。而且，該方法甚至更加難以應(yīng)用于60nm器件。此外，存在由于使用氟(F)所引起的可靠性問(wèn)題。也就是在使用氟(F)的間隙填充過(guò)程中，氟(F)會(huì)與通道氧化物結(jié)合，并且導(dǎo)致EOT(電氧化物厚度)增加和物理通道氧化物厚度增加。因而，快閃存儲(chǔ)器的編程Vt和編程速度下降。
第二溝槽間隙填充方法在器件可靠性和材料成本方而同樣存在問(wèn)題，這是因?yàn)橛伤玫腟OD材料類型所決定的單位成本增加所致。也就是由于在SOD材料中所含雜質(zhì)，導(dǎo)致通道氧化物的質(zhì)量會(huì)劣化。通常，根據(jù)所用SOD材料的體積，“循環(huán)Vt偏移”變大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明尋求解決上述問(wèn)題，并描述制造半導(dǎo)體器件的方法，其中可以通過(guò)采用拋光過(guò)程和低選擇性濕蝕刻過(guò)程來(lái)間隙填充溝槽而不產(chǎn)生空隙。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域中形成溝槽；在整個(gè)表面上順序形成第一絕緣層和第二絕緣層，使溝槽被間隙填充；拋光第一和第二絕緣層，直至暴露半導(dǎo)體襯底的上表面；實(shí)施低選擇性濕蝕刻過(guò)程，使得在剝離第二絕緣層的同時(shí)，部分第一絕緣層保留在溝槽的側(cè)壁上；和在整個(gè)表面上形成第三絕緣層，使溝槽被間隙填充，由此形成隔離結(jié)構(gòu)。


圖1A-1C是順序顯示來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考

根據(jù)本專利的各種實(shí)施方案。
參考圖1A，在半導(dǎo)體襯底100上順序形成通道氧化物層102、用于浮動(dòng)?xùn)艠O的多晶硅層104、緩沖層106和硬掩模層108。緩沖層106可以由氧化物層構(gòu)成，硬掩模層108可以由氮化物層構(gòu)成。硬掩模層108通過(guò)光刻過(guò)程被圖案化。利用圖案化的硬掩模層108作為掩模，順序蝕刻緩沖層106、多晶硅層104、通道氧化物層102和半導(dǎo)體襯底100至預(yù)定深度，從而形成溝槽110。
參考圖1B，在包括溝槽110的整個(gè)表面上形成第一絕緣層112。此時(shí)，第一絕緣層112可使用HDP氧化物層形成。當(dāng)溝槽110被部分間隙填充時(shí)，在溝槽110的開口處發(fā)生懸空現(xiàn)象。
在整個(gè)表面上形成第二絕緣層114，使其完全間隙填充溝槽110。第二絕緣層114可使用玻璃上旋涂(SOG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)或O3-TEOS(原硅酸四乙酯)形成。拋光第一和第二絕緣層112和114，直至暴露硬掩模層108的上表面。
參考圖1C，通過(guò)低選擇性濕蝕刻過(guò)程和干蝕刻過(guò)程剝離第二絕緣層114。第二絕緣層114第一絕緣層112的蝕刻選擇性可設(shè)定為2∶1-8∶1。當(dāng)剝離第二絕緣層114時(shí)，部分第一絕緣層112保留在多晶硅層104的側(cè)面上，同時(shí)消除在溝槽110開口處的懸空現(xiàn)象。
在整個(gè)表而上形成第三絕緣層116，使溝槽110被完全間隙填充。拋光第三絕緣層116，直至暴露硬掩模108的上表面，由此形成隔離結(jié)構(gòu)118。第三絕緣層116可以由HDP氧化物層構(gòu)成。由此，溝槽110被完全間隙填充而沒有空隙。
如上所述，按照根據(jù)本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的方法，可以通過(guò)將廉價(jià)的SOG應(yīng)用于工藝而降低成本。
此外，溝槽可以通過(guò)應(yīng)用低選擇性濕蝕刻過(guò)程來(lái)進(jìn)行沒有空隙的間隙填充。
盡管已經(jīng)參考各種實(shí)施方案進(jìn)行了前述說(shuō)明，但是應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離本專利和所附權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下進(jìn)行各種變化和改變。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域至形成溝槽；在溝槽內(nèi)和半導(dǎo)體襯底上提供第一絕緣層，以至少部分填充溝槽，第一絕緣層在溝槽開口處具有懸垂物；在溝槽內(nèi)和第一絕緣層上提供第二絕緣層；移除第二絕緣層和第一絕緣層的懸垂物；和在溝槽內(nèi)和第一絕緣層上提供第三絕緣層以形成隔離結(jié)構(gòu)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中在襯底上提供硬掩模并限定溝槽的開口，所述方法還包括在移除第二絕緣層和懸垂物之前，拋光第一和第二絕緣層，直至暴露硬掩模。
3.權(quán)利要求2的方法，其中移除步驟包括濕蝕刻過(guò)程。
4.權(quán)利要求3的方法，其中濕蝕刻過(guò)程包括低選擇性過(guò)程，使得在剝離第二絕緣層的同時(shí)，部分第一絕緣層保留在溝槽的側(cè)面上。
5.權(quán)利要求4的方法，其中第二絕緣層對(duì)第一絕緣層的蝕刻選擇性不大于8∶1。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述蝕刻選擇性為至少2∶1。
7.權(quán)利要求1的方法，其中第二絕緣層基本從襯底上移除。
8.權(quán)利要求7的方法，其中從溝槽中剝離第二絕緣層。
9.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第三絕緣層由HDP氧化物層形成。
10.權(quán)利要求1的方法，其中第二絕緣層由SOG、BPSG或O3-TEOS形成。
11.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第三絕緣層具有相同的類型，第二絕緣層具有不同的類型。
12.權(quán)利要求1的方法，其中移除步驟包括干蝕刻過(guò)程。
13.權(quán)利要求12的方法，其中濕蝕刻過(guò)程包括低選擇性過(guò)程，使得在剝離第二絕緣層的同時(shí)，部分第一絕緣層保留在溝槽的側(cè)面上。
14.權(quán)利要求13的方法，其中第二絕緣層對(duì)第一絕緣層的蝕刻選擇性不大于8∶1。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述蝕刻選擇性為至少2∶1。
全文摘要
一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在半導(dǎo)體襯底的預(yù)定區(qū)域至形成溝槽。在整個(gè)表面上形成第一絕緣層和第二絕緣層，使溝槽被間隙填充。拋光第一和第二絕緣層，直至暴露襯底的上表面。實(shí)施低選擇性濕蝕刻過(guò)程，使得在剝離第二絕緣層的同時(shí)，部分第一絕緣層保留在溝槽的側(cè)面上。在整個(gè)表面上形成第三絕緣層，使溝槽被間隙填充，由此形成隔離結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L21/8247GK101071787SQ20061014597
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者趙揮元, 金正根, 金奭中 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司