[发明专利]一种利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法。

背景技术

图1是本发明背景技术中形成过大形貌的凹陷区的结构示意图；图2是本发明背景技术中过大形貌的凹陷区造成不良影响的结构示意图。如图1-2所示，在浅沟槽隔离（Shallow Trench Isolation，简称STI）工艺中，垫氮化物（pad nitride）层去除之后，后续的去除垫氧化物（pad oxide）层11和去除IO区域的厚栅氧的工艺中，一般采用HF湿法刻蚀氧化物层11，由于凸起的沟槽氧化物12会受到多个方向HF的侵蚀（如图1箭头所示），在临近STI硅衬底拐角处的沟槽氧化物1被侵蚀形成过大的凹陷区13；当进行后续的多晶栅（poly）15的刻蚀工艺时，由于凹陷区13的形貌过大，不仅会使多晶栅15刻蚀的残余14会遗留在凹陷区13中，还会造成硅衬底（silicon）16上层拐角处17的电场强度过大，进而导致漏电问题。

发明内容

本发明公开了一种利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，采用标准的STI工艺，在垫氮化层去除之后，于衬底上形成填充有沟槽氧化物的浅沟槽，垫氧化物层覆盖衬底的上表面及部分临近衬底的凸起沟槽氧化物的侧壁，其中，包括以下步骤：

步骤S1；淀积氮化物层覆盖垫氧化物层的上表面、凸起沟槽氧化物的上表面及其暴露出的侧壁；

步骤S2：刻蚀去除位于凸起沟槽氧化物上表面及部分位于垫氧化物层上表面的氮化物层，形成覆盖凸起沟槽侧壁及其临近的垫氧化物层的部分上表面的侧墙;

步骤S3：刻蚀去除垫氧化物层、部分沟槽氧化物，其中，侧墙同时被去除。

上述的利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，其中，衬底的材质为硅。

上述的利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，其中，淀积氮化物层采用等离子体增强化学气相淀积方法。

上述的利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，其中，垫氧化物层的材质为氧化硅。

上述的利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，其中，采用湿法刻蚀去除垫氧化物层、部分沟槽氧化物及侧墙。

上述的利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，其中，采用湿法刻蚀的腐蚀液包含有HF。

上述的利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，其中，湿法刻蚀垫氧化物层时氢氟酸与氧化硅的腐蚀选择比在1.1~1.5：1之间。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法，在标准STI工艺中，通过适当的工艺步骤，在沟槽氧化物的侧壁形成一个氮化硅材质的侧墙，其中氮化硅通过等离子体增强化学气相淀积方法(PECVD)生长。该侧墙在垫氧化物（pad nitride）层以及输入输出区（厚栅氧区）的氧化物去除过程中，作为牺牲层，通过自己的腐蚀减少沟槽氧化物的侧壁在湿法过程中的损失，从而减小沟槽氧化物的侧壁位置处的凹陷程度。达到保护沟槽氧化物的侧壁及其上拐角的目的，以控制生成的凹陷区（divot）的形貌。

附图说明

图1是本发明背景技术中形成过大形貌的凹陷区的结构示意图；

图2是本发明背景技术中过大形貌的凹陷区造成不良影响的结构示意图；

图3-13为本发明利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法的流程示意图。

具体实施方式 

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

图3-13为本发明利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法的流程示意图。如图3-13所示，本发明一种利用侧向边墙技术提高STI凹陷区特性的方法：

首先，在标准STI工艺中，于硅衬底2上依次淀积垫氧化物层（pad oxide）21和垫氮化物层（pad nitride）22，垫氧化物层21覆盖衬底2的上表面，垫氮化物层22覆盖垫氧化物层21的上表面，其中，垫氧化物层21的材质为SiO₂，垫氮化物层22的材质为Si₃N₄，见图3。