消除淺溝槽隔離凹坑的方法
【專利摘要】一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法，包括：對(duì)淺溝槽進(jìn)行填充，并平坦化；對(duì)淺溝槽隔離氧化物層進(jìn)行濕法刻蝕；去除襯墊氮化硅層和襯墊氧化層；在硅基襯底及淺溝槽隔離氧化物之表面沉積多晶硅層；對(duì)多晶硅層進(jìn)行干法刻蝕，在淺溝槽隔離氧化物之兩側(cè)形成多晶硅側(cè)墻；沉積掩模氧化物層；進(jìn)行離子植入，定義有源區(qū)；濕法刻蝕去除掩模氧化物層；濕法刻蝕去除所述多晶硅側(cè)墻。本發(fā)明通過在淺溝槽隔離氧化物之兩側(cè)與有源區(qū)的邊界處設(shè)置多晶硅側(cè)墻，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層時(shí)，保護(hù)了所述淺溝槽隔離氧化物與所述有源區(qū)的邊界處之淺溝槽隔離氧化物不被刻蝕，避免了凹坑的形成。
【專利說明】 消除淺溝槽隔離凹坑的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolat1n, STI)技術(shù)流程中，在去除襯墊氧化層(Pad Oxide)時(shí)，由于濕法刻蝕的過量刻蝕及其濕法刻蝕各向同性的特點(diǎn)，淺溝槽隔離中的氧化物電介質(zhì)材料(STI Oxide)在與有源區(qū)(Active Area)的邊界處亦會(huì)被濕法刻蝕，從而易于在所述淺溝槽隔離中的氧化物電介質(zhì)材料(STI Oxide)在所述有源區(qū)(ActiveArea)邊界處形成凹坑(Divot)。
[0003]顯然地，所述凹坑可以使邊界處的電場(chǎng)增強(qiáng)，降低開啟電壓，使Ve-111曲線形成雙峰(Double-hump)現(xiàn)象,改變半導(dǎo)體器件的電性。同時(shí)，所述凹坑勢(shì)必在后續(xù)的多晶流程中形成多晶殘留，增加器件的漏電流。
[0004]為了消除凹坑現(xiàn)象，在本領(lǐng)域中，已采用了淺溝槽回拉制程，氮化硅襯墊制程，但是均未根本消除凹坑現(xiàn)象。
[0005]故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的淺溝槽隔離制造過程中所形成的凹坑可以使邊界處的電場(chǎng)增強(qiáng)，降低開啟電壓，使Ve-111曲線形成雙峰(Double-hump)現(xiàn)象，改變半導(dǎo)體器件的電性，且所述凹坑勢(shì)必在后續(xù)的多晶流程中形成多晶殘留，增加器件的漏電流，以及無有效手段進(jìn)行改善等缺陷提供一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法，所述消除淺溝槽隔離凹坑的方法，包括:
[0008]執(zhí)行步驟S1:對(duì)淺溝槽隔離之淺溝槽進(jìn)行淺溝槽隔離氧化物填充，并通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝實(shí)現(xiàn)平坦化；
[0009]執(zhí)行步驟S2:對(duì)經(jīng)過化學(xué)機(jī)械研磨之淺溝槽隔離氧化物層進(jìn)行濕法刻蝕；
[0010]執(zhí)行步驟S3:去除形成在硅基襯底上的襯墊氮化硅層和襯墊氧化層；
[0011]執(zhí)行步驟S4:在所述硅基襯底及淺溝槽隔離氧化物之表面沉積多晶硅層；
[0012]執(zhí)行步驟S5:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物之兩側(cè)形成多晶硅側(cè)墻；
[0013]執(zhí)行步驟S6:在所述硅基襯底上沉積掩模氧化物層；
[0014]執(zhí)行步驟S7:以所述掩模氧化物層為掩模進(jìn)行離子植入，定義有源區(qū)；
[0015]執(zhí)行步驟S8:濕法刻蝕去除所述掩模氧化物層；
[0016]執(zhí)行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側(cè)墻，獲得無凹坑之淺溝槽隔離。
[0017]可選地，所述步驟S2中的濕法刻蝕僅刻蝕去除部分淺溝槽隔離氧化物層，以在所述淺溝槽隔離氧化物層之外側(cè)與所述有源區(qū)之間形成溝道。
[0018]可選地，所述步驟S3中對(duì)所述襯墊氧化物層的刻蝕為定量刻蝕。
[0019]可選地，所述步驟S8中對(duì)所述掩模氧化物層的刻蝕為過量刻蝕。
[0020]綜上所述，本發(fā)明通過在淺溝槽隔離氧化物之兩側(cè)與有源區(qū)的邊界處設(shè)置多晶硅側(cè)墻，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層時(shí)，保護(hù)了所述淺溝槽隔離氧化物與所述有源區(qū)的邊界處之淺溝槽隔離氧化物不被刻蝕，避免了凹坑的形成。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1所示為本發(fā)明消除淺溝槽隔離凹坑的方法之流程圖；
[0022]圖2(a)?2(i)所示為通過本發(fā)明消除淺溝槽隔離凹坑的方法消除凹坑的階段性結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0024]作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易理解地，在本發(fā)明中，淺溝槽隔離非限制性的包括硅基襯底、依次沉積在所述硅基襯底上的襯墊氧化層、襯墊氮化硅層，以及在刻蝕形成的淺溝槽內(nèi)填充的淺溝槽隔離氧化物。
[0025]請(qǐng)參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明消除淺溝槽隔離凹坑的方法之流程圖。所述消除淺溝槽隔離凹坑的方法，包括:
[0026]執(zhí)行步驟S1:對(duì)淺溝槽隔離之淺溝槽進(jìn)行淺溝槽隔離氧化物填充，并通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝實(shí)現(xiàn)平坦化；
[0027]執(zhí)行步驟S2:對(duì)經(jīng)過化學(xué)機(jī)械研磨之淺溝槽隔離氧化物層進(jìn)行濕法刻蝕；
[0028]執(zhí)行步驟S3:去除形成在硅基襯底上的襯墊氮化硅層和襯墊氧化層；
[0029]執(zhí)行步驟S4:在所述硅基襯底及淺溝槽隔離氧化物之表面沉積多晶硅層；
[0030]執(zhí)行步驟S5:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物之兩側(cè)形成多晶硅側(cè)墻；
[0031]執(zhí)行步驟S6:在所述硅基襯底上沉積掩模氧化物層；
[0032]執(zhí)行步驟S7:以所述掩模氧化物層為掩模進(jìn)行離子植入，定義有源區(qū)；
[0033]執(zhí)行步驟S8:濕法刻蝕去除所述掩模氧化物層；
[0034]執(zhí)行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側(cè)墻，獲得無凹坑之淺溝槽隔離。
[0035]為了更直觀的揭露本發(fā)明之技術(shù)方案，凸顯本發(fā)明之有益效果，現(xiàn)結(jié)合具體的實(shí)施方式進(jìn)行闡述。在本發(fā)明中，非限制性地列舉，所述淺溝槽隔離I包括硅基襯底11、依次沉積在所述硅基襯底11上的襯墊氧化層12、襯墊氮化硅層13，以及在刻蝕形成的淺溝槽10內(nèi)填充的淺溝槽隔離氧化物14。
[0036]請(qǐng)參閱圖2(a)?2(i)，并結(jié)合參閱圖1，圖2(a)?2(i)所示為通過本發(fā)明消除淺溝槽隔離凹坑的方法消除凹坑的階段性結(jié)構(gòu)示意圖。所述消除淺溝槽隔離凹坑的方法，包括:
[0037]執(zhí)行步驟S1:對(duì)淺溝槽隔離I之淺溝槽10進(jìn)行淺溝槽隔離氧化物14填充，并通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝實(shí)現(xiàn)平坦化；
[0038]執(zhí)行步驟S2:對(duì)經(jīng)過化學(xué)機(jī)械研磨之淺溝槽隔離氧化物層14進(jìn)行濕法刻蝕；容易理解地，由于所述淺溝槽隔離氧化物層14之兩側(cè)具有襯墊氮化硅層13，故在步驟S2中的濕法刻蝕僅刻蝕去除部分淺溝槽隔離氧化物層14，以在所述淺溝槽隔離氧化物層14之外側(cè)與所述有源區(qū)15之間形成溝道16。
[0039]執(zhí)行步驟S3:去除形成在硅基襯底上的襯墊氮化硅層13和襯墊氧化層12 ;非限制性地，去除所述襯墊氧化層12和所述襯墊氮化硅層13的方法可選擇性的為現(xiàn)有工藝之常規(guī)手段，但是對(duì)所述襯墊氧化物層12的刻蝕為定量刻蝕。
[0040]執(zhí)行步驟S4:在所述硅基襯底11及淺溝槽隔離氧化物14之表面沉積多晶硅層17 ；
[0041]執(zhí)行步驟S5:對(duì)所述多晶硅層17進(jìn)行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物14之兩側(cè)形成多晶硅側(cè)墻18 ;更具體地，通過步驟S4沉積的多晶硅層17刻蝕后僅在所述淺溝槽隔離氧化物14之兩側(cè)形成多晶硅側(cè)墻18，其它多晶硅層17則被刻蝕貽盡。
[0042]執(zhí)行步驟S6:在所述硅基襯底11上沉積掩模氧化物層19 ；
[0043]執(zhí)行步驟S7:以所述掩模氧化物層19為掩模進(jìn)行離子植入，定義有源區(qū)15 ；
[0044]執(zhí)行步驟S8:濕法刻蝕去除所述掩模氧化物層19 ;為保證所述掩模氧化物層19被刻蝕貽盡，在所述步驟S8中對(duì)所述掩模氧化物層19進(jìn)行過量刻蝕。同時(shí)，因?yàn)樗鰷\溝槽隔離氧化物14之兩側(cè)具有多晶硅側(cè)墻18，則所述淺溝槽隔離氧化物14與所述有源區(qū)15的邊界處之淺溝槽隔離氧化物14不會(huì)被刻蝕。
[0045]執(zhí)行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側(cè)墻18，獲得無凹坑之淺溝槽隔離I。
[0046]明顯地，本發(fā)明通過在淺溝槽隔離氧化物14之兩側(cè)與有源區(qū)15的邊界處設(shè)置多晶硅側(cè)墻18，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層19時(shí)，保護(hù)了所述淺溝槽隔離氧化物14與所述有源區(qū)15的邊界處之淺溝槽隔離氧化物14不被刻蝕，避免了凹坑的形成。
[0047]綜上所述，本發(fā)明通過在淺溝槽隔離氧化物之兩側(cè)與有源區(qū)的邊界處設(shè)置多晶硅側(cè)墻，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層時(shí)，保護(hù)了所述淺溝槽隔離氧化物與所述有源區(qū)的邊界處之淺溝槽隔離氧化物不被刻蝕，避免了凹坑的形成。
[0048]本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法，其特征在于，所述消除淺溝槽隔離凹坑的方法，包括: 執(zhí)行步驟S1:對(duì)淺溝槽隔離之淺溝槽進(jìn)行淺溝槽隔離氧化物填充，并通過化學(xué)機(jī)械研磨工藝實(shí)現(xiàn)平坦化； 執(zhí)行步驟S2:對(duì)經(jīng)過化學(xué)機(jī)械研磨之淺溝槽隔離氧化物層進(jìn)行濕法刻蝕； 執(zhí)行步驟S3:去除形成在硅基襯底上的襯墊氮化硅層和襯墊氧化層； 執(zhí)行步驟S4:在所述硅基襯底及淺溝槽隔離氧化物之表面沉積多晶硅層； 執(zhí)行步驟S5:對(duì)所述多晶硅層進(jìn)行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物之兩側(cè)形成多晶娃側(cè)墻； 執(zhí)行步驟S6:在所述硅基襯底上沉積掩模氧化物層； 執(zhí)行步驟S7:以所述掩模氧化物層為掩模進(jìn)行離子植入，定義有源區(qū)； 執(zhí)行步驟S8:濕法刻蝕去除所述掩模氧化物層； 執(zhí)行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側(cè)墻，獲得無凹坑之淺溝槽隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的消除淺溝槽隔離凹坑的方法，其特征在于，所述步驟S2中的濕法刻蝕僅刻蝕去除部分淺溝槽隔離氧化物層，以在所述淺溝槽隔離氧化物層之外側(cè)與所述有源區(qū)之間形成溝道。
3.如權(quán)利要求1所述的消除淺溝槽隔離凹坑的方法，其特征在于，所述步驟S3中對(duì)所述襯墊氧化物層的刻蝕為定量刻蝕。
4.如權(quán)利要求1所述的消除淺溝槽隔離凹坑的方法，其特征在于，所述步驟S8中對(duì)所述掩模氧化物層的刻蝕為過量刻蝕。
【文檔編號(hào)】H01L21/762GK104167384SQ201410443664
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】宋振偉, 徐友峰, 陳晉 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司