采用牺牲衬垫氧化层来改善浅沟隔离角部圆化的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用牺牲衬垫氧化层来改善浅沟隔离角部圆化的方法，包括如下步骤：第一步，浅沟隔离（ＳＴＩ）刻蚀；第二步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层牺牲衬垫氧化层；第三步，牺牲衬垫氧化层剥离；第四步，氮化硅开窗口；第五步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层衬垫氧化层。该方法采用了先生长牺牲衬垫氧化层，然后剥离再重新生长衬垫氧化层，可以大大提高ＳＴＩ角部圆化轮廓。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种采用牺牲衬垫氧化层来改 善浅沟隔离角部圆化的方法。
技术介绍
浅沟隔离6TI，或浅沟槽隔离)广泛应用于先进的逻辑电路工艺中。浅沟隔离 的优劣会直接影响到器件的特性，尤其是对于窄沟器件(narrow width device)更为显著。 由于STI角部的氧化层厚度通常会比较薄，加之多晶硅电极会覆盖在这个区域，导致晶 体管的阈值电压降低，这通常称之为“反窄沟效应”。为了避免上述情况的发生，常见 的处理方式是将浅沟隔离角部圆化(即修饰成圆角)。常规的角部圆化方法为干法刻 蚀形成浅沟隔离后，采用湿法刻蚀衬垫氮化硅层下面的缓冲氧化层，形成切口；之后采 用高温热氧化制备衬垫氧化层，形成角部圆化。这种常规的方法需要很好的控制高温热 氧化工艺，但是仍然会出现角部不够圆化的情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种采用牺牲衬垫氧化层来改善浅沟隔离角部 圆化的方法，采用该方法可以大大提高STI角部圆化轮廓。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种采用牺牲衬垫氧化层来改善浅沟隔离角 部圆化的方法，包括如下步骤第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层牺牲衬垫氧化层；第三步，牺牲衬垫氧化层剥离；第四步，氮化硅开窗口 ；第五步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层衬垫氧化层。第一步具体为在硅衬底上生长缓冲氧化层，在缓冲氧化层上沉积衬垫氮化硅 层，然后刻蚀形成浅沟隔离。第二步所述生长牺牲衬垫氧化层采用高温热氧化工艺，工艺温度为 800-1000°C,该牺牲衬垫氧化层的厚度为100-250埃。第三步所述牺牲衬垫氧化层剥离采用湿法刻蚀工艺，采用稀释的HF酸，浓度为 10 1-300 1。第三步所述牺牲衬垫氧化层剥离，在剥离牺牲衬垫氧化层的同时，刻蚀衬垫氮 化硅层下面的缓冲氧化层，形成切口。第四步采用湿法刻蚀工艺刻蚀衬垫氮化硅层。该湿法刻蚀工艺采用温度为 130-160°C的热磷酸。第五步所述生长衬垫氧化层采用高温热氧化工艺，工艺温度为800-1100°C，该 衬垫氧化层的厚度为100-250埃。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果相对于常规的角部圆化方法，该 方法采用了先生长牺牲衬垫氧化层，然后剥离再重新生长衬垫氧化层，可以大大提高STI 角部圆化轮廓。附图说明图1是本专利技术第一步完成后的STI结构示意图2是本专利技术第二步完成后的STI结构示意图3是本专利技术第三步完成后的STI结构示意图。图4是本专利技术第四步完成后的STI结构示意图5是本专利技术第五步完成后的STI结构示意图。其中，1为硅衬底，2为缓冲氧化层，3为衬垫氮化硅层，4为牺牲衬垫氧化层， 5为衬垫氧化层，6是切口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种，相对于 常规的角部圆化方法，该方法采用了先生长牺牲衬垫氧化层，然后剥离再重新生长衬垫 氧化层，可以大大提高STI角部圆化轮廓。其主要工艺流程如下第一步，STI刻蚀。这步采用常规的STI刻蚀工艺。如图1所示，在硅衬底1 上生长缓冲氧化层2，在缓冲氧化层2上再沉积衬垫氮化硅层3，然后刻蚀形成STI;第二步，牺牲衬垫氧化层生长。这步工艺采用高温热氧化工艺，如图2所示， 在露出的硅表面生长一层牺牲衬垫氧化层4。该步骤采用的工艺温度为800-1000°C，该 牺牲衬垫氧化层4的厚度为100-250埃。第三步，牺牲衬垫氧化层剥离。这步工艺采用湿法刻蚀，采用稀释的HF酸，浓 度为10 1-300 1(水HF酸)。如图3所示，在剥离牺牲衬垫氧化层4的同时，可 以刻蚀衬垫氮化硅层3下面的缓冲氧化层2，形成切口 6 (undercut)，这个切口 6可以进一 步改善后续氧化层生长时的角部圆化。第四步，衬垫氮化硅层3开窗口，见图4。这步工艺采用湿法刻蚀氮化硅，通常 是采用温度为130到160摄氏度的热磷酸。由于STI开槽处的窗口更大了，可以提高后 续工艺填沟的能力。第五步，衬垫氧化层生长。如图5所示，在露出的硅表面生长一层衬垫氧化层 5。这步工艺采用高温热氧化工艺，生长真正的衬垫氧化层。该步骤采用的工艺温度为 800-1IOO0C,衬垫氧化层5的厚度为100-250埃。上述工艺参数可以根据相应的控制和产能进行优化调整。权利要求1. 一种，其特征在于，包括如下步骤第一步，浅沟隔离刻蚀；第一步，在浅沟隔离露出的硅表面生长--层牺牲衬垫氧化层第三步，牺牲衬垫氧化层剥离；第四步，氮化硅开窗口；第五步，在浅沟隔离露出的硅表面生长--层衬垫氧化层。2.如权利要求1所述的，其特 征在于，第一步具体为在硅衬底上生长缓冲氧化层，在缓冲氧化层上沉积衬垫氮化硅 层，然后刻蚀形成浅沟隔离。3.如权利要求1或2所述的采用牺牲衬垫氧化层来改善浅沟隔离角部圆化的方 法，其特征在于，第二步所述生长牺牲衬垫氧化层采用高温热氧化工艺，工艺温度为 800-1000°C,该牺牲衬垫氧化层的厚度为100-250埃。4.如权利要求1或2所述的，其 特征在于，第三步所述牺牲衬垫氧化层剥离采用湿法刻蚀工艺，采用稀释的HF酸，浓度 为 10 1-300 1。5.如权利要求2所述的，其特征 在于，第三步所述牺牲衬垫氧化层剥离，在剥离牺牲衬垫氧化层的同时，刻蚀衬垫氮化 硅层下面的缓冲氧化层，形成切口。6.如权利要求2所述的，其特征 在于，第四步采用湿法刻蚀工艺刻蚀衬垫氮化硅层。7.如权利要求1或2所述的，其 特征在于，第五步所述生长衬垫氧化层采用高温热氧化工艺，工艺温度为800-1100°C， 该衬垫氧化层的厚度为100-250埃。8.如权利要求6所述的，其特征 在于，第四步所述的湿法刻蚀工艺采用温度为130-160°C的热磷酸。全文摘要本专利技术公开了一种，包括如下步骤第一步，浅沟隔离(STI)刻蚀；第二步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层牺牲衬垫氧化层；第三步，牺牲衬垫氧化层剥离；第四步，氮化硅开窗口；第五步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层衬垫氧化层。该方法采用了先生长牺牲衬垫氧化层，然后剥离再重新生长衬垫氧化层，可以大大提高STI角部圆化轮廓。文档编号H01L21/76GK102024737SQ20091005790公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日专利技术者林钢 申请人:上海华虹Nec电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用牺牲衬垫氧化层来改善浅沟隔离角部圆化的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，浅沟隔离刻蚀；第二步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层牺牲衬垫氧化层；第三步，牺牲衬垫氧化层剥离；第四步，氮化硅开窗口；第五步，在浅沟隔离露出的硅表面生长一层衬垫氧化层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林钢，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]