[发明专利]增加聚硅氮烷和氮化硅间黏性和形成沟槽隔离结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在集成电路中使用绝缘材料进行电性隔离的方法，特别涉及一种增加聚硅氮烷(Polysilazane)和氮化硅间的黏着的方法。

背景技术

为形成半导体集成电路，半导体组件整合至芯片的微小区域上，因此，组件彼此间放置的相当接近。随着集成电路的组件的尺寸和间距持续的缩小，绝缘材料沉积在集成电路上，以电性隔离各种构件(例如晶体管、电阻器和电容器)。隔离绝缘材料一般是由氧化硅组成。

举例来说，例如浅沟槽隔离物的绝缘材料形成在基底构件间的沟槽(或凹槽)中。上述沟槽的为0.01～0.05微米或更小，而对此相当窄的图样进行填充是很困难的。此外，绝缘材料必须能承受后续蚀刻或清洗的步骤。

绝缘材料一般是由化学气相沉积法(CVD)或电浆辅助化学气相沉积法(PECVD)沉积形成。举例来说，在一般的浅沟槽隔离物(STI)方法中，蚀刻基底形成沟槽，且沟槽填入化学气相沉积法(CVD)形成例如氧化硅的氧化物，作为保护层。在沟槽中，氧化物的保护层先形成在沟槽的侧壁，再朝着沟槽的中心成长，至氧化层彼此接触。在高深宽比的图样中，沟槽的宽度变的更窄，且深度变的更深，所以使用化学气相沉积法(CVD)或电浆辅助化学气相沉积法(PECVD)形成没有缝隙或孔洞沟槽填充变的越来越困难。

现已开发出例如旋转涂布介电(spin-on dielectrics，SOD)、旋转涂布玻璃(spin on glass，SOG)、旋转涂布高分子(spin-on polymer)的流动性材料，具有良好的缝隙填充特性。其氧化硅薄膜采用以下方法形成：旋转涂布含硅高分子(silicon-containing polymer)的液态溶液至基底的表面，然后进行烘干步骤以移除溶剂，接着，高分子层于氧气中常压升温至1000℃进行氧化。以下根据图1形成沟槽隔离物的问题。请参照图1，使用位于基底102上的垫层108作为罩幕形成沟槽104。在基底102上和沟槽104中形成聚硅氮烷涂布层(Polysilazane coating layer)，然后，在高温含氧的环境中进行烘烤，以在沟槽104中形成氧化硅层110。在现在的方法中，为了要避免基底102因为在氧化聚硅氮烷涂布层的制程中和氧气或水气反应消耗，需要形成氮化硅衬层。由于聚硅氮烷涂布层和其下的氮化硅衬层106的黏着性不佳，很容易在去除玻璃(deglass)、湿蚀刻或化学机械研磨后产生凹痕(divot)112。因此，需要增加聚硅氮烷涂布层和氮化硅衬层黏着性的方法。

发明内容

根据上述，本发明提供一种增加聚硅氮烷和氮化硅间黏着性的方法，包括提供基底，该基底包括沟槽；在沟槽的底部和侧壁形成氮化硅衬层；对氮化硅衬层进行处理制程，产生具有OH基团的亲水表面，以增加氮化硅衬层和后续步骤形成的聚硅氮烷涂布层的黏着性；及在沟槽的氮化硅衬层上形成聚硅氮烷涂布层。

本发明提供一种形成沟槽隔离结构的方法，包括提供基底；在基底中形成沟槽；在沟槽的底部和侧壁形成氮化硅衬层；对氮化硅衬层进行处理制程，产生具有OH基团的亲水表面，以增加氮化硅衬层和后续步骤形成的聚硅氮烷涂布层的黏着性；及在沟槽的氮化硅衬层上形成聚硅氮烷涂布层；加热基底，氧化聚硅氮烷涂布层，以形成氧化硅层；及平坦化氧化硅层。

为让本发明的特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明。

附图说明

图1显示形成沟槽隔离物的问题；

图2A～图2F示出根据本发明一实施例形成沟槽隔离结构的方法。

主要组件符号说明

102～基底；                104～沟槽；

106～氮化硅衬层；          108～垫层；

202～基底；                204～晶圆部分；

206～沟槽；                208～底部表面；

210～侧壁；                212～第一垫层；

214～第二垫层；            216～氮化硅衬层；

218～聚硅氮烷涂布层；      220～氧化硅层；

222～槽隔离结构。

具体实施方式

以下详细讨论实施本发明的实施例。可以理解的是，实施例提供许多可应用的发明概念，其可以较广的变化实施。所讨论的特定实施例仅用来公开使用实施例的特定方法，而不用来限定所公开的范围。