[发明专利]浅槽的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种浅槽的形成方法。

背景技术

刻蚀工艺(etching process)是把未被掩膜层掩蔽的薄膜层除去，从而在薄膜上得到与掩膜层上完全相同图形的工艺。在集成电路制造过程中，经过掩膜套准、曝光和显影，在掩膜层上复印出所需的图形，或者用电子束直接描绘在掩膜层上产生图形，然后把此图形精确地转移到掩膜层下面的介质薄膜(如氧化硅、氮化硅、多晶硅)或金属薄膜(如铝及其合金)上去，制造出所需的薄层图案。刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，有选择地把没有被掩膜层掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和掩膜层上完全一致的图形。

理想的刻蚀工艺必须具有以下特点：①各向异性刻蚀，即只有垂直刻蚀，没有横向钻蚀。这样才能保证精确地在被刻蚀的薄膜上复制出与掩膜层上完全一致的几何图形；②良好的刻蚀选择性，即对作为掩膜的掩膜层和处于其下的另一层薄膜或材料的刻蚀速率都比被刻蚀薄膜的刻蚀速率小得多，以保证刻蚀过程中掩膜层掩蔽的有效性，不致发生因为过刻蚀而损坏薄膜下面的其他材料；③加工批量大，控制容易，成本低，对环境污染少，适用于工业生产。

但是在实际操作过程中，由于各方面条件的制约会导致刻蚀无法达到理想的效果。例如在前段的半导体器件制造工艺中，利用刻蚀工艺制备栅极或浅槽隔离的时候，会出现如图1所示的问题，在图1中衬底110上具有根据掩膜图形130刻蚀得到的栅极120，所述栅极120之间通过衬底110中的浅槽111实现隔离，但所述栅极120的侧壁121会出现颈形(necking，如环形区域所示)，从而影响器件的电性能。

因此，如何提供一种浅槽的形成方法，能够使得栅极具有光滑、平整的侧壁，从而保证器件的电性能，已成为本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浅槽的形成方法，能够使得栅极具有光滑、平整的侧壁，从而保证器件的电性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种浅槽的形成方法，所述浅槽的形成方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上具有自下至上依次层叠的栅极层和掩膜层；

选择性去除所述掩膜层，以形成掩膜图形；

对所述栅极层进行刻蚀，以形成栅极；

在所述栅极的侧壁形成一保护层；以及

对所述半导体衬底进行刻蚀，以形成浅槽。

较佳的，在所述栅极的侧壁形成一保护层的步骤包括：

对所述栅极进行氮化处理以形成所述保护层。

较佳的，在所述栅极的侧壁形成一保护层的步骤包括：

在所述栅极、所述掩膜图形和所述半导体衬底上制备一牺牲层；

刻蚀所述牺牲层，并保留所述栅极的侧壁上的所述牺牲层，以形成所述保护层。

较佳的，采用化学气相沉积、物理气相沉积或原子层沉积的方法，在所述栅极、所述掩膜图形和所述半导体衬底上制备一牺牲层。

较佳的，所述保护层的材料为二氧化硅、氮化硅、无定形碳、有机物或金属中的一种或几种的组合。

较佳的，所述半导体衬底和所述栅极层之间还包括一刻蚀停止层。

较佳的，所述掩膜层为单层掩膜层或多层掩膜层。

较佳的，所述多层掩膜层为自下至上依次层叠的氮化物掩膜层和氧化物掩膜层。

较佳的，所述栅极层为磷掺杂栅极层。

较佳的，所述栅极层中磷的掺杂浓度为1E19/cm³～1E20/cm³。

与现有技术相比，本发明提供的浅槽的形成方法具有以下优点：

本发明提供的浅槽的形成方法，先进行栅极的刻蚀，然后在所述栅极的侧壁形成一保护层后，再对所述半导体衬底进行刻蚀，以形成浅槽，与现有技术相比，在对所述半导体衬底进行刻蚀时，所述保护层可以保护所述栅极不被损伤，使得所述栅极具有光滑、平整的侧壁，从而保证所述栅极的电性能。

附图说明

图1为现有技术中的栅极结构的剖面图；

图2为本发明一实施例的浅槽的形成方法的流程图；

图3a-图3e为本发明一实施例的浅槽的形成方法的示意图；

图4a-图4c为本发明另一实施例的浅槽的形成方法的示意图。

具体实施方式