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：對淺溝槽進行填充，并平坦化；對淺溝槽隔離氧化物層進行濕法刻蝕；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；對多晶硅層進行干法刻蝕，在淺溝槽隔離氧化物之兩側形成多晶硅側墻；沉積掩模氧化物層；進行離子植入，定義有源區；濕法刻蝕去除掩模氧化物層；濕法刻蝕去除所述多晶硅側墻。本發明通過在淺溝槽隔離氧化物之兩側與有源區的邊界處設置多晶硅側墻，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層時，保護了所述淺溝槽隔離氧化物與所述有源區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
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體【技術領域】，尤其涉及一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法。
【背景技術】
[0002]半導體淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolat1n, STI)技術流程中，在去除襯墊氧化層(Pad Oxide)時，由于濕法刻蝕的過量刻蝕及其濕法刻蝕各向同性的特點，淺溝槽隔離中的氧化物電介質材料(STI Oxide)在與有源區(Active Area)的邊界處亦會被濕法刻蝕，從而易于在所述淺溝槽隔離中的氧化物電介質材料(STI Oxide)在所述有源區(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增強，降低開啟電壓，使Ve-111曲線形成雙峰(Double-hump)現象,改變半導體器件的電性。同時，所述凹坑勢必在后續的多晶流程中形成多晶殘留，增加器件的漏電流。
[0004]為了消除凹坑現象，在本領域中，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象。
[0005]故針對現有技術存在的問題，本案設計人憑借從事此行業多年的經驗，積極研究改良，于是有了本發明一種消除淺溝槽隔離凹坑的方法。
【發明內容】
[0006]本發明是針對現有技術中，傳統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增強，降低開啟電壓，使Ve-111曲線形成雙峰(Double-hump)現象，改變半導體器件的電性，且所述凹坑勢必在后續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]執行步驟S1:對淺溝槽隔離之淺溝槽進行淺溝槽隔離氧化物填充，并通過化學機械研磨工藝實現平坦化；
[0009]執行步驟S2:對經過化學機械研磨之淺溝槽隔離氧化物層進行濕法刻蝕；
[0010]執行步驟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]執行步驟S5:對所述多晶硅層進行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物之兩側形成多晶硅側墻；
[0013]執行步驟S6:在所述硅基襯底上沉積掩模氧化物層；
[0014]執行步驟S7:以所述掩模氧化物層為掩模進行離子植入，定義有源區；
[0015]執行步驟S8:濕法刻蝕去除所述掩模氧化物層；
[0016]執行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側墻，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與所述有源區之間形成溝道。
[0018]可選地，所述步驟S3中對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中對所述掩模氧化物層的刻蝕為過量刻蝕。
[0020]綜上所述，本發明通過在淺溝槽隔離氧化物之兩側與有源區的邊界處設置多晶硅側墻，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層時，保護了所述淺溝槽隔離氧化物與所述有源區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)所示為通過本發明消除淺溝槽隔離凹坑的方法消除凹坑的階段性結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為詳細說明本發明創造的技術內容、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例并配合附圖予以詳細說明。
[0024]作為本領域技術人員，容易理解地，在本發明中，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填充的淺溝槽隔離氧化物。
[0025]請參閱圖1，圖1所示為本發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]執行步驟S1:對淺溝槽隔離之淺溝槽進行淺溝槽隔離氧化物填充，并通過化學機械研磨工藝實現平坦化；
[0027]執行步驟S2:對經過化學機械研磨之淺溝槽隔離氧化物層進行濕法刻蝕；
[0028]執行步驟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]執行步驟S5:對所述多晶硅層進行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物之兩側形成多晶硅側墻；
[0031]執行步驟S6:在所述硅基襯底上沉積掩模氧化物層；
[0032]執行步驟S7:以所述掩模氧化物層為掩模進行離子植入，定義有源區；
[0033]執行步驟S8:濕法刻蝕去除所述掩模氧化物層；
[0034]執行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側墻，獲得無凹坑之淺溝槽隔離。
[0035]為了更直觀的揭露本發明之技術方案，凸顯本發明之有益效果，現結合具體的實施方式進行闡述。在本發明中，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內填充的淺溝槽隔離氧化物14。
[0036]請參閱圖2(a)?2(i)，并結合參閱圖1，圖2(a)?2(i)所示為通過本發明消除淺溝槽隔離凹坑的方法消除凹坑的階段性結構示意圖。所述消除淺溝槽隔離凹坑的方法，包括:
[0037]執行步驟S1:對淺溝槽隔離I之淺溝槽10進行淺溝槽隔離氧化物14填充，并通過化學機械研磨工藝實現平坦化；
[0038]執行步驟S2:對經過化學機械研磨之淺溝槽隔離氧化物層14進行濕法刻蝕；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之外側與所述有源區15之間形成溝道16。
[0039]執行步驟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有工藝之常規手段，但是對所述襯墊氧化物層12的刻蝕為定量刻蝕。
[0040]執行步驟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]執行步驟S5:對所述多晶硅層17進行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物14之兩側形成多晶硅側墻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之兩側形成多晶硅側墻18，其它多晶硅層17則被刻蝕貽盡。
[0042]執行步驟S6:在所述硅基襯底11上沉積掩模氧化物層19 ；
[0043]執行步驟S7:以所述掩模氧化物層19為掩模進行離子植入，定義有源區15 ；
[0044]執行步驟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中對所述掩模氧化物層19進行過量刻蝕。同時，因為所述淺溝槽隔離氧化物14之兩側具有多晶硅側墻18，則所述淺溝槽隔離氧化物14與所述有源區15的邊界處之淺溝槽隔離氧化物14不會被刻蝕。
[0045]執行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側墻18，獲得無凹坑之淺溝槽隔離I。
[0046]明顯地，本發明通過在淺溝槽隔離氧化物14之兩側與有源區15的邊界處設置多晶硅側墻18，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層19時，保護了所述淺溝槽隔離氧化物14與所述有源區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，本發明通過在淺溝槽隔離氧化物之兩側與有源區的邊界處設置多晶硅側墻，使得在濕法刻蝕去除掩模氧化物層時，保護了所述淺溝槽隔離氧化物與所述有源區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]本領域技術人員均應了解，在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，可以對本發明進行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權利要求書及等同物的保護范圍內時，認為本發明涵蓋這些修改和變型。
【權利要求】
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: 執行步驟S1:對淺溝槽隔離之淺溝槽進行淺溝槽隔離氧化物填充，并通過化學機械研磨工藝實現平坦化； 執行步驟S2:對經過化學機械研磨之淺溝槽隔離氧化物層進行濕法刻蝕； 執行步驟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； 執行步驟S5:對所述多晶硅層進行干法刻蝕，僅在所述淺溝槽隔離氧化物之兩側形成多晶娃側墻； 執行步驟S6:在所述硅基襯底上沉積掩模氧化物層； 執行步驟S7:以所述掩模氧化物層為掩模進行離子植入，定義有源區； 執行步驟S8:濕法刻蝕去除所述掩模氧化物層； 執行步驟S9:濕法刻蝕去除所述多晶硅側墻，獲得無凹坑之淺溝槽隔離。
2.如權利要求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與所述有源區之間形成溝道。
3.如權利要求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中對所述襯墊氧化物層的刻蝕為定量刻蝕。
4.如權利要求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中對所述掩模氧化物層的刻蝕為過量刻蝕。
【文檔編號】H01L21/762GK104167384SQ201410443664
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】宋振偉, 徐友峰, 陳晉 申請人:上海華力微電子有限公司