[发明专利]改善有源区边缘缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及改善有源区边缘缺陷的方法。

背景技术

随着集成电路尺寸的减小，对于器件结构及工艺的要求也越来越高。目前在定义有源区形成LOCOS(局部氧化)隔离结构的过程中，由于刻蚀工艺时氮化硅膜的边缘效应，使有源区边缘产生了导致二级管工艺中发射极-集极短路的管道状缺陷。

目前0.18μm以下的元件例如MOS电路的有源区进行定义过程中产生管道状缺陷的情况如下：参考图1，提供一半导体衬底100；用热氧化法在半导体衬底100上形成垫氧化层102；用化学气相沉积法在垫氧化层102上形成腐蚀阻挡层104，所述腐蚀阻挡层104的材料为氮化硅；用旋涂法在腐蚀阻挡层104上形成光刻胶层106，经过曝光显影工艺，定义有源区图形；以光刻胶层106为掩膜，用干法刻蚀法刻蚀腐蚀阻挡层104和垫氧化层102，形成开口110，开口110之间的区域为有源区111。在刻蚀过程中由于作为腐蚀阻挡层104的氮化硅膜的边缘效应，使有源区111边缘产生了缺陷113。

如图2所示，灰化法去除光刻胶层106，然后再用湿法刻蚀法去除残留的光刻胶层106。将半导体衬底100放入炉管内，用热氧化法氧化开口110处的半导体衬底100，使氧气与硅结合，形成材料为二氧化硅的LOCOS(局部硅氧化)隔离结构112。在氧化形成LOCOS隔离结构112时，氧气无法完全将缺陷113进行氧化，因此，缺陷113仍然存在于有源区111边缘的半导体衬底100内。

如图3所示，去除腐蚀阻挡层104和垫氧化层102，去除腐蚀阻挡层104和垫氧化层102的工艺一般采用湿法刻蚀。

而上述定义有源区的方法会使有源区边缘存在一种导致二级管工艺中发射极-集极短路的管道状缺陷(如图4所示)。这个问题的产生可以追溯至作为腐蚀阻挡层的氮化硅膜边缘效应而导致的边缘缺陷。在侧壁掩膜隔离刻蚀(SWAMI-etch)过程中，很多错误会发生在有源区的边缘，而使后续磷或砷沿脱位线扩散，导致发射极-集极短路。

现有技术通过一些方法去消除这一缺陷，例如通过优化侧壁掩膜隔离刻蚀的参数，减小有源区氮化硅膜的厚度，调整源/漏极离子注入的剂量或在氧化步骤之前加上热处理氮化硅膜的步骤等等。但是这些方法或者调节困难或者仍会带来一些副作用，如较长的“鸟嘴”、晶圆可靠性测试(WAT)偏移等。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种改善有源区边缘缺陷的方法，防止有源区和隔离区边缘产生缺陷。

本发明提供一种改善有源区边缘缺陷的方法，包括：提供依次形成有垫氧化层和腐蚀阻挡层的半导体衬底；刻蚀腐蚀阻挡层和垫氧化层至露出半导体衬底，定义出有源区，所述有源区边缘的半导体衬底内包含有缺陷；对腐蚀阻挡层进行酸蚀，露出有源区边缘半导体衬底内的缺陷；氧化有源区之间的半导体衬底，形成隔离区。

可选的，所述酸蚀工艺在酸槽中进行。

可选的，所述隔离区为LOCOS隔离。

可选的，所述氧化在炉管内进行。

可选的，所述缺陷在刻蚀过程中形成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：对腐蚀阻挡层进行再次酸蚀，露出有源区边缘半导体衬底内的缺陷，在后续氧化半导体衬底形成LOCOS隔离区时，缺陷也会得到氧化处理，避免了有源区边缘的管道状缺陷的形成，而不会产生较长的“鸟嘴”、晶圆可靠性测试(WAT)偏移等问题。

附图说明

图1至图3为现有技术定义有源区的示意图；

图4是现有形成的有源区边缘产生管道状缺陷的示意图；

图5是本发明形成有源区的具体实施方式流程图；

图6至图9是本发明形成有源区的实施例示意图。

具体实施方式

本发明形成有源区的具体实施方式流程如图5所示，执行步骤S11，提供依次形成有垫氧化层和腐蚀阻挡层的半导体衬底。

用热氧化法或化学气相沉积法在半导体衬底上先形成垫氧化层；然后再用化学气相沉积法在垫氧化层上形成腐蚀阻挡层，在后续刻蚀工艺中保护其下方的膜层不被刻蚀溶液或气体损伤。

执行步骤S12，刻蚀腐蚀阻挡层和垫氧化层至露出半导体衬底，定义出有源区，所述有源区边缘的半导体衬底内包含有缺陷。

用磷酸和氢氟酸溶液刻蚀腐蚀阻挡层和垫氧化层。

执行步骤S13，对腐蚀阻挡层进行酸蚀，露出有源区边缘半导体衬底内的缺陷。

所述酸蚀工艺在酸槽中进行。

执行步骤S14，氧化有源区之间的半导体衬底，形成隔离区。