專利名稱：深溝槽填充方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體工藝方法，尤其是一種深溝槽填充方法。
背景技術：
目前，對于高深寬比的淺溝槽，通常采用高密度等離子體化學氣相淀積(HDP CVD)。但是，對于深溝槽，由于HDP CVD固有的自下而上的生長機理，使得生產周期較長，成 本較高。正硅酸乙酯(TEOS)-臭氧(O3)基CVD有良好的臺階覆蓋性，較低的淀積溫度，廣 泛應用于金屬層前介質膜淀積(PMD)和金屬層間介質膜淀積(IMD)，但由于其較大的拉伸 應力和較小的屈服強度，限制了其在溝槽結構方面的應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種深溝槽填充的方法，使得溝槽填充不僅具 有良好的臺階覆蓋達到良好的填孔性能，而且填孔薄膜有較小的拉伸應力以防止產生缺陷 或在薄膜內部及界面產生開裂。為解決上述技術問題，本發明深溝槽填充方法的技術方案是，在對深溝槽進行填 充的時候，先淀積第一層壓縮應力的薄膜，然后采用TEOS-O3基々 /^々CVD淀積第二層拉伸 應力的薄膜，從而完成對深溝槽的填充。作為本發明深溝槽填充方法的進一步改進是，在淀積第一層壓縮應力的薄膜之 后，進行回刻蝕工藝，然后再采用TEOS-O3基々 /^々CVD淀積第二層拉伸應力的薄膜。本發明通過兩次性能不同的薄膜淀積，使得溝槽填充不僅具有良好的臺階覆蓋達 到良好的填孔性能，而且填孔薄膜有較小的拉伸應力以防止產生缺陷或在薄膜內部及界面 產生開裂。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明附圖為采用本發明深溝槽填充的方法制作的深溝槽的結構示意圖。圖中附圖標記為，1.硅襯底或外延層；2. TEOS LPCVD氧化膜；3. TE0S_03AP/SA CVD
氧化膜。
具體實施例方式本發明提供了一種深溝槽填充方法，在對深溝槽進行填充的時候，先淀積第一層 壓縮應力的薄膜，然后采用TEOS-O3基々 /^々CVD淀積第二層拉伸應力的薄膜，從而完成對 深溝槽的填充，得到如附圖所示的深溝槽結構。在淀積第一層壓縮應力的薄膜之后，進行回刻蝕工藝，然后再采用TEOS-O3基AP/ SA CVD淀積第二層拉伸應力的薄膜。本發明結合TEOS基良好的臺階覆蓋性，低壓CVD(LPCVD)壓縮應力的特點，采用LPCVD和AP/SA CVD(常壓/亞常壓CVD)薄膜的堆疊結構，來達到改善薄膜應力的同時又能 夠較好的填充溝槽，其中為了達到更好的填充性能可以在兩層薄膜中間加入回刻蝕工藝。 以上所述的兩層薄膜都具有良好的臺階覆蓋性。在本發明中，所述深溝槽深寬比為1 10，深度為2 20um，實施于這種深溝槽能 夠達到最好的效果。所述第二層薄膜淀積溫度為300 700°C，壓力為20 760Torr，薄膜厚度為 1000 25000A。在采用TE0S-03基AP/SA CVD淀積第二層拉伸應力的薄膜之后，在其上面再淀積 一層壓縮應力薄膜。這樣可以進一步提高深溝槽的性能。本發明中，在淀積第一層壓縮應力的薄膜之前，氧化形成一層墊層氧化膜。本發明中所述壓縮應力薄膜為具有良好臺階覆蓋的薄膜，可以采用TEOS LPCVD淀 積的LPCVD薄膜，但不限于此。本發明采用TEOS LPCVD薄膜和TEOS-O3基AP/SA CVD薄膜的堆疊結構，對深溝槽 進行填充。由于TEOS LPCVD薄膜和TEOS-O3基々 /^々CVD薄膜都有較好的臺階覆蓋性能， 可以得到較好的溝槽填充性能，如附圖所示，在溝槽中僅有很小的孔洞，且該孔洞的頂部低 于溝槽兩側的硅表面，在第二次成膜前進行回刻蝕可以進一步優化該孔洞。另外，對光片進 行成膜實驗，如下表所示，在具有拉伸應力的氧化膜2之前添加壓縮應力的氧化膜1之后， 薄膜的應力得到了優化，從而能夠有效的防止產生缺陷或在薄膜內部及界面產生開裂。
綜上所述，本發明通過兩次性能不同的薄膜淀積，使得溝槽填充不僅具有良好的 臺階覆蓋達到良好的填孔性能，而且填孔薄膜有較小的拉伸應力以防止產生缺陷或在薄膜 內部及界面產生開裂。
權利要求
一種深溝槽填充方法，其特征在于，在對深溝槽進行填充的時候，先淀積第一層壓縮應力的薄膜，然后采用TEOS-O3基AP/SA CVD淀積第二層拉伸應力的薄膜，從而完成對深溝槽的填充。
2.根據權利要求1所述的深溝槽填充方法，其特征在于，在淀積第一層壓縮應力的薄 膜之后，可以進行回刻蝕工藝，然后再采用TEOS-O3基々 /5々00)淀積第二層拉伸應力的薄膜。
3.根據權利要求1所述的深溝槽填充方法，其特征在于，所述深溝槽深寬比為1 10， 深度為2 20um。
4.根據權利要求1所述的深溝槽填充方法，其特征在于，所述第二層薄膜淀積溫度為 300 700°C，壓力為20 760Torr，薄膜厚度為1000 25000A。
5.根據權利要求1所述的深溝槽填充方法，其特征在于，在采用TEOS-O3基々 /^々CVD 淀積第二層拉伸應力的薄膜之后，在其上面再淀積一層壓縮應力薄膜。
6.根據權利要求1所述的深溝槽填充方法，其特征在于，淀積第一層壓縮應力的薄膜 之前，氧化形成一層墊層氧化膜。
7.根據權利要求1 6中任意一項所述的深溝槽填充方法，其特征在于，所述壓縮應力 薄膜為具有良好臺階覆蓋的薄膜。
8.根據權利要求7中任意一項所述的深溝槽填充方法，其特征在于，所述壓縮應力薄 膜為采用TEOS LPCVD淀積的LPCVD薄膜。
全文摘要
本發明公開了一種深溝槽填充方法，在對深溝槽進行填充的時候，先淀積第一層壓縮應力的薄膜，然后采用TEOS-O3基AP/SA CVD淀積第二層拉伸應力的薄膜，從而完成對深溝槽的填充。本發明通過兩次性能不同的薄膜淀積，使得溝槽填充不僅具有良好的臺階覆蓋達到良好的填孔性能，而且填孔薄膜有較小的拉伸應力以防止產生缺陷或在薄膜內部及界面產生開裂。
文檔編號C23C16/44GK101887852SQ20091005725
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月13日 優先權日2009年5月13日
發明者季偉, 彭虎, 繆燕, 謝烜 申請人:上海華虹Nec電子有限公司