專利名稱：改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導體集成電路工藝，特別是涉及一種淺槽隔離工藝。
背景技術(shù)：
在半導體制程技術(shù)中，淺槽隔離(Shallow Trench Isolation,簡稱STI)是主流的 器件隔離結(jié)構(gòu)，它有著節(jié)約面積，隔離效果良好的特點，被廣泛應(yīng)用在各類深亞微米半導體 制程中。 通常的淺槽隔離工藝包括 第1步，在硅片表面生長一層氧化硅作為隔離氧化層；
第2步，在硅片表面再淀積一層氮化硅； 第3步，在硅片表面涂上光刻膠，曝光顯影后露出刻蝕窗口，該刻蝕窗口就是未來
淺槽隔離結(jié)構(gòu)的位置；在該刻蝕窗口刻蝕掉氮化硅、氧化硅和部分硅，形成溝槽； 第4步，在溝槽側(cè)壁和底部生長一層氧化硅作為襯墊氧化層； 第5步，在硅片表面淀積一層氧化硅，該層氧化硅至少將溝槽完全填充； 第6步，拋光填充氧化硅，停在氮化硅上。 第7步，去除氮化硅和氧化硅。 按照上述傳統(tǒng)工藝制造的淺槽隔離結(jié)構(gòu)請參閱圖l，硅片10上具有溝槽102，硅片 IO表面具有隔離氧化層ll，溝槽102的側(cè)壁和底部具有襯墊氧化層13，溝槽102內(nèi)具有填 充氧化硅14。 值得注意的是，由于邊緣凹陷結(jié)構(gòu)141的存在，在其后的金屬硅化物(Silicide) 形成過程中，金屬硅化物會沿著邊緣凹陷結(jié)構(gòu)141向下延伸，這會造成漏電流(Leakage)增 大。對于一些小尺寸器件，尤其對于漏電流要求很高的制程，這將是很嚴重的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種淺槽隔離工藝，該淺槽隔離工藝可以改善 填充氧化硅的邊緣凹陷現(xiàn)象。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝包括如下步驟
第1步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片10上形成臺階結(jié)構(gòu)101 ;
第2步，在硅片表面生長一層氧化硅11 ;
第3步，在硅片表面再淀積一層氮化硅12 ; 第4步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片上刻蝕出溝槽102，所述溝槽102的兩側(cè)壁在 硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁之內(nèi)，所述溝槽102兩側(cè)留有殘留的硅片臺階結(jié)構(gòu)103 ;
第5步，在溝槽102的側(cè)壁和底部生長一層氧化硅13 ; 第6步，在硅片表面淀積一層氧化硅14，該層氧化硅14至少將溝槽102完全填充；
第7步，拋光氧化硅14，停在氮化硅12上。
第8步，去除氮化硅12和氧化硅14。
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本發(fā)明通過在生長隔離氧化層之前，增加一步刻蝕硅片形成臺階結(jié)構(gòu)的步驟，從 而使最終形成的淺槽隔離結(jié)構(gòu)的邊緣不再出現(xiàn)邊緣凹陷結(jié)構(gòu)，避免了其后形成的金屬硅化 物可能會沿著邊緣凹陷結(jié)構(gòu)向下延伸導致漏電流增大的不良影響，從而最大限度地提升了 淺槽隔離結(jié)構(gòu)的隔離效果。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明
圖1是現(xiàn)有的淺槽隔離工藝中具有邊緣凹陷效應(yīng)的示意圖； 圖2a 圖2h是本發(fā)明改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝各步驟的硅片剖面示意圖。
圖中附圖標記為10-硅片；101-硅片臺階結(jié)構(gòu)；102_溝槽；103_殘留的硅片臺階 結(jié)構(gòu)；ll-隔離氧化層；12-氮化硅；13-襯墊氧化層；14_填充氧化硅；141_邊緣凹陷結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式本發(fā)明改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝包括如下步驟 第1步，請參閱圖2a，在硅片IO表面涂一層光刻膠，曝光顯影后形成刻蝕窗口，該 刻蝕窗口為淺槽隔離結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁稍向外的區(qū)域。在該刻蝕窗口刻蝕掉部分硅，未被刻蝕 區(qū)域就成為硅片臺階101。 例如，刻蝕深度可限定為0 500 A，這樣形成的硅片臺階101高出硅片10的其他 區(qū)域的高度就是0 500 A。 所述硅片10可以包括硅襯底、外延層、埋層和/或定義的有源區(qū)等。所述硅片臺 階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁在淺槽隔離結(jié)構(gòu)的兩側(cè)壁稍向外的位置。 第2步，請參閱圖2b，在硅片10表面生長一層氧化硅作為隔離氧化層11。
第3步，請參閱圖2c，在硅片表面再淀積一層氮化硅12。 第4步，請參閱圖2d，在硅片表面涂上光刻膠，曝光顯影后露出刻蝕窗口 ，該刻蝕 窗口為淺槽隔離結(jié)構(gòu)的區(qū)域，該刻蝕窗口的兩側(cè)在硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁之內(nèi)。在該 刻蝕窗口刻蝕掉氮化硅12、氧化硅11和部分硅，形成溝槽102。這樣，溝槽102的兩側(cè)壁就 在硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁之內(nèi)，溝槽102的兩側(cè)還有殘留的硅片臺階103。
例如，刻蝕窗口的兩側(cè)壁與硅片臺階結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)壁的距離控制在0 500 A， 這樣殘留的硅片臺階103的寬度就是0 500 A。 第5步，請參閱圖2e，在溝槽102的側(cè)壁和底部生長一層氧化硅作為襯墊氧化層 13。 第6步，請參閱圖2f，在硅片表面淀積一層氧化硅14，該層氧化硅14至少將溝槽 102完全填充。 第7步，請參閱圖2g，采用化學機械研磨(CMP)工藝拋光氧化硅14，停在氮化硅12 上。"停在氮化硅12上"通常指刻蝕露出氮化硅12之后再進行一定深度的過刻蝕，然后刻 蝕停止。例如，對氮化硅12的過刻蝕深度可以是100 A。 第8步，請參閱圖2h，去除氮化硅12和氧化硅14。例如，可先用熱磷酸(H3P04)濕
法化學剝離去除氮化硅12，再用氫氟酸(HF)濕法腐蝕去除氧化硅14。 綜上所述，本發(fā)明改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝，在傳統(tǒng)淺槽隔離工藝生長隔離
4氧化層之前，先進行一步刻蝕硅片10形成硅片臺階101 ，然后將溝槽102的兩側(cè)壁刻蝕在硅 片臺階101的兩側(cè)壁以內(nèi)。硅片臺階101可以對比邊緣凹陷效應(yīng)起到補償，這便可以大大 改善填充氧化硅14邊緣的邊緣凹陷結(jié)構(gòu)，盡可能減少了其后形成的金屬硅化物可能會沿 著邊緣凹陷結(jié)構(gòu)向下延伸導致漏電流增大的不良影響。
權(quán)利要求
一種改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝，其特征是該工藝包括如下步驟第1步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片(10)上形成臺階結(jié)構(gòu)(101)；第2步，在硅片表面生長一層氧化硅(11)；第3步，在硅片表面再淀積一層氮化硅(12)；第4步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片上刻蝕出溝槽(102)，所述溝槽(102)的兩側(cè)壁在硅片臺階結(jié)構(gòu)(101)的兩側(cè)壁之內(nèi)，所述溝槽(102)兩側(cè)留有殘留的硅片臺階結(jié)構(gòu)(103)；第5步，在溝槽(102)的側(cè)壁和底部生長一層氧化硅(13)；第6步，在硅片表面淀積一層氧化硅(14)，該層氧化硅(14)至少將溝槽(102)完全填充；第7步，拋光氧化硅(14)，停在氮化硅(12)上；第8步，去除氮化硅(12)和氧化硅(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝，其特征是所述方法的第1 步中，硅片(10)的臺階結(jié)構(gòu)(101)高出周邊非臺階結(jié)構(gòu)0 500A。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝，其特征是所述方法的第4 步中，殘留的硅片臺階結(jié)構(gòu)(103)的寬度為0 500A。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善邊緣凹陷的淺槽隔離工藝，在傳統(tǒng)淺槽隔離工藝生長隔離氧化層之前，先進行一步刻蝕硅片(10)形成硅片臺階(101)，然后將溝槽(102)的兩側(cè)壁刻蝕在硅片臺階(101)的兩側(cè)壁以內(nèi)。按照上述方法制造的淺槽隔離結(jié)構(gòu)，其填充氧化硅(14)的邊緣將大大改善邊緣凹陷結(jié)構(gòu)，盡可能較小了其后形成的金屬硅化物可能會沿著邊緣凹陷結(jié)構(gòu)向下延伸導致漏電流增大的不良影響。
文檔編號H01L21/70GK101752288SQ20081004407
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者丁宇, 錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司