專利名稱：半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體深溝槽絕 緣工藝。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路工藝中，傳統(tǒng)的隔離技術(shù)是自對準場氧化隔離技術(shù)， 即以硬掩膜掩蔽有源區(qū)，將場區(qū)的襯底硅暴露，然后用熱氧化的方法，產(chǎn)生 隔離區(qū)氧化硅。這種方法簡單，實用性強，生產(chǎn)工藝成熟，缺點是會在有源
區(qū)邊界形成'鳥嘴，區(qū)，實踐中，'鳥嘴，的尺寸4艮難減少到0. ljam以下。 因此，當(dāng)微電子工藝的特征尺寸減小到0. 25|Lim,場氧化工藝逐漸被淺槽隔離 (STI)工藝所代替。隨著技術(shù)的進步，高頻器件、閃存器件、內(nèi)存器件對隔離 提出了更高的要求，絕緣硅技術(shù)和深溝槽隔離技術(shù)于是應(yīng)運而生。
下面，請參考圖1至圖6，圖1至圖6是現(xiàn)有技術(shù)的深溝槽絕緣技術(shù)制造 工藝，包括圖1:在襯底11上淀積氮化硅層12,形成有源區(qū)保護層；圖2: 使用光刻和干刻蝕技術(shù)在所述襯底11上形成深溝槽；圖3:使用光刻和干刻 蝕技術(shù)在所述襯底上形成淺溝槽；圖4:在氮化硅層表面以及所述深溝槽和淺 溝槽中淀積多晶硅絕緣材料13;圖5:去除掉氮化硅層12表面以及淺溝槽中 的多晶硅絕緣材料；圖6:在所述淺溝槽中淀積絕緣介質(zhì)(氧化硅)14，進行 化學(xué)機械研磨使淺溝槽表面平坦化?，F(xiàn)有技術(shù)由于大量使用的多晶硅絕緣材 料會與襯底硅材料發(fā)生應(yīng)力匹配問題，因而必須再使用刻蝕工藝去除淺溝中 的多晶硅絕緣材料，隨后結(jié)合氧化硅淀積，化學(xué)機械拋光，完成淺溝槽結(jié)構(gòu) 制造。整套工藝控制復(fù)雜，成本昂貴
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是避免半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝過于復(fù)雜，整套工藝成 本過高。
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，包括以下步驟在半導(dǎo)體基 底上形成有源區(qū)保護層；刻蝕所述有源區(qū)保護層和半導(dǎo)體基底以形成深溝槽； 在所述深溝槽內(nèi)以及有源區(qū)保護層上淀積第一絕緣介質(zhì)；刻蝕所述第一絕緣 介質(zhì)、有源區(qū)保護層以及半導(dǎo)體基底，以形成與所述深溝槽相連通的淺溝槽； 在所述淺溝槽中淀積第二絕緣介質(zhì)；進行化學(xué)機械研磨去除有源區(qū)保護層上 的第一絕緣介質(zhì)和第二絕緣介質(zhì)，使淺溝槽表面平坦化。
可選的，所述第一絕緣介質(zhì)為多晶硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或碳 化硅。
可選的，所述第二絕緣介質(zhì)為二氧化硅。 可選的，所述深溝槽的深度范圍為1微米至1000微米。 可選的，所述淺溝槽的深度范圍為1納米至1微米。 可選的，在完成淀積第一絕緣介質(zhì)后，進行退火處理。 可選的，在完成淀積第二絕緣介質(zhì)后，進行退火處理。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點只在深溝槽中填充多晶硅，避 免了現(xiàn)有技術(shù)中在深溝槽中填充多晶硅的同時也在淺溝槽中填充，即本發(fā)明 相對于現(xiàn)有技術(shù)減少了多晶硅的使用量，降低了工藝的成本；此外，相比于 現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的工藝還具有簡單方便的特點。
圖1至圖6為現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝示意圖7為本發(fā)明半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝流程圖8至圖12為本發(fā)明半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。
首先，請參考圖7，圖7為本發(fā)明半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝流程圖，如圖所 示，本發(fā)明包括以下步驟步驟31:在半導(dǎo)體基底上形成有源區(qū)保護層，實 際操作中，是先在襯底硅上淀積氧化層，比如淀積氧化硅層，之后在氧化層 上淀積氮化硅層，本發(fā)明中所述的襯底為已經(jīng)在硅片上淀積了氧化層的襯底； 步驟32:刻蝕有源區(qū)保護層和半導(dǎo)體基底以形成深溝槽， 一般使用氮化硅作 為硬掩膜，以各向異性(anisotropy)蝕刻法(干刻蝕)在半導(dǎo)體基底上定 義陡,的溝槽，所述深溝槽的深度范圍為l微米至1000微米，優(yōu)選的，所述 深溝槽的深度為500微米；步驟33:在所述深溝槽內(nèi)以及有源區(qū)保護層上淀 積第一絕緣介質(zhì)， 一般是利用化學(xué)氣相沉淀(CVD)在氮化硅層表面和所述深 溝槽中填入第一絕緣介質(zhì)，所述第一絕緣介質(zhì)為多晶硅、氮化硅、氧化硅、 氮氧化硅或碳化硅，在實際操作中，為了使得淀積的第一絕緣介質(zhì)致密化， 通常會進行第一次退火處理；步驟34:刻蝕所述第一絕緣介質(zhì)、有源區(qū)保護 層以及半導(dǎo)體基底，以形成與所述深溝槽相連通的淺溝槽，所述淺溝槽的深 度范圍為l納米至l微米，優(yōu)選的，所述淺溝槽的深度為500納米；步驟35: 在所述淺溝槽中淀積第二絕緣介質(zhì)，所述第二絕緣介質(zhì)為二氧化硅，在實際 操作中，淀積第二絕緣介質(zhì)后，為了使得第二絕緣介質(zhì)致密化，會進行第二 次退火處理；步驟36:進行化學(xué)機械研磨去除有源區(qū)保護層上的第一絕緣介 質(zhì)和第二絕緣介質(zhì)，使淺溝槽表面平坦化。
接著，請參考圖8至圖12，圖8至圖12為本發(fā)明半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝 示意圖，圖8在襯底11上淀積氮化硅層12，形成有源區(qū)保護層，襯底11包 括硅以及其上的氧化層；圖9是使用光刻和刻蝕技術(shù)在所述襯底11上形成深 溝槽， 一般使用氮化硅作為硬掩膜，以各向異性(anisotropy)蝕刻法(干 刻蝕)在半導(dǎo)體基底上定義陡峭的溝槽，所述深溝槽的深度范圍為1微米至 1000微米，優(yōu)選的，所述深溝槽的深度為500 -徵米；圖10是在氮化硅層12 表面以及深溝槽中淀積第一絕緣介質(zhì)13， 一般是利用化學(xué)氣相沉淀(CVD)在 氮化硅層表面和所述深溝槽中填入第一絕緣介質(zhì)，所述第一絕緣介質(zhì)為多晶 硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或碳化硅，在實際操作中，為了使得淀積的第一絕緣介質(zhì)致密化，通常會進行第一次退火處理；圖ll是使用光刻和干刻 蝕技術(shù)，在所述村底上形成淺溝槽，所述淺溝槽和所述深溝槽相連通，所述 淺溝槽的深度范圍為1納米至1微米，優(yōu)選的，所迷淺溝槽的深度為500納 米；圖12是在所述淺溝槽中淀積第二絕緣介質(zhì)14，所述第二絕緣介質(zhì)為二氧 化硅，在實際操作中，淀積第二絕緣介質(zhì)后，為了使得第二絕緣介質(zhì)致密化， 會進行第二次退火處理，進行化學(xué)機械研磨去除有源區(qū)保護層上的第一絕緣 介質(zhì)13和第二絕緣介質(zhì)14，使淺溝槽表面平坦化。
雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改， 因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，其特征在于包括以下步驟在半導(dǎo)體基底上形成有源區(qū)保護層；刻蝕所述有源區(qū)保護層和半導(dǎo)體基底以形成深溝槽；在所述深溝槽內(nèi)以及有源區(qū)保護層上淀積第一絕緣介質(zhì)；刻蝕所述第一絕緣介質(zhì)、有源區(qū)保護層以及半導(dǎo)體基底，以形成與所述深溝槽相連通的淺溝槽；在所述淺溝槽中淀積第二絕緣介質(zhì)；進行化學(xué)機械研磨去除有源區(qū)保護層上的第一絕緣介質(zhì)和第二絕緣介質(zhì)，使淺溝槽表面平坦化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，其特征在于所述第 一絕緣介質(zhì)為多晶硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或碳化硅。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，其特征在于所述第 二絕緣介質(zhì)為二氧化硅。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，其特征在于所述深 溝槽的深度范圍為1微米至1000微米。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，其特征在于所述淺 溝槽的深度范圍為1納米至1微米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，其特征在于在完成 淀積第一絕緣介質(zhì)后，進行退火處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，其特征在于在完成 淀積第二絕緣介質(zhì)后，進行退火處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體深溝槽絕緣工藝，包括以下步驟在半導(dǎo)體基底上形成有源區(qū)保護層；刻蝕所述有源區(qū)保護層和半導(dǎo)體基底以形成深溝槽；在所述深溝槽內(nèi)以及有源區(qū)保護層上淀積第一絕緣介質(zhì)；刻蝕所述第一絕緣介質(zhì)、有源區(qū)保護層以及半導(dǎo)體基底，以形成與所述深溝槽相連通的淺溝槽；在所述淺溝槽中淀積第二絕緣介質(zhì)；進行化學(xué)機械研磨去除有源區(qū)保護層上的第一絕緣介質(zhì)和第二絕緣介質(zhì)，使淺溝槽表面平坦化。本發(fā)明不但流程簡便，而且成本低廉。
文檔編號H01L21/762GK101625991SQ20091005589
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者駿 朱 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司