[发明专利]一种半导体硅片及其平坦化方法、制备方法和半导体器件

说明书

本发明公开了一种半导体硅片及其平坦化方法、制备方法和半导体器件，主要内容包括：针对形成了场氧化层的半导体硅片，利用氢氟酸溶液或氢氟酸与氟化氨的混合溶液，腐蚀位于半导体硅片中有源区的氮化硅之上的氮氧化硅；利用CMP工艺，对腐蚀掉氮氧化硅的半导体硅片的表面进行研磨；利用热磷酸将经过研磨的硅片的表面剩余的氮化硅腐蚀掉，得到半导体硅片。从而，使得在CMP工艺之前就将有源区的氮氧化硅全部腐蚀掉，避免了面积较小的半导体硅片的有源区的氮氧化硅研磨不彻底而导致残留有氮氧化硅区域的氮化硅不能完全腐蚀掉的问题，保证最终得到的半导体硅片中有源区的表面全部暴露出来，同时，还提高了半导体硅片的平坦化程度。

技术领域

本发明涉及半导体芯片技术领域，尤其涉及一种半导体硅片及其平坦化方法、制备方法和半导体器件。

背景技术

在半导体工艺中，一般都使用硅的局部氧化(Local Oxide Of Silicon，LOCOS)工艺来对半导体硅片进行隔离处理，即在有源区以外的场区形成场氧化层(Field Oxide，FOX)，最终隔离出有源区和场区，用于后期半导体器件的制备。然而，现有的LOCOS工艺会造成半导体硅片的表面不平坦，实际当中，根据二氧化硅和硅的原子量和密度进行推算，若形成的FOX的厚度为T，那么就会有0.56T的FOX高出衬底(单晶硅)的表面。而这高出的部分FOX，会在后续的布线工艺中，造成短路、断条以及孔填充的问题，影响后续半导体器件的制备。

为此，传统的制备过程中，在隔离完成之后，需要采用化学机械研磨(ChemicalMedicinal Polish，CMP)工艺(原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术)来对半导体硅片的表面进行平坦化处理。在LOCOS工艺中，由于高温高氧环境，位于有源区的氮化硅的上表面会形成一层氮氧化硅，因此，CMP工艺的主要任务有以下三项：

1、将FOX高出衬底的部分磨平；

2、将氮化硅上表面形成的氮氧化硅磨掉；

3、在对氮氧化硅研磨的较为充分的时候，可能会磨掉部分氮化硅，但不能将氮化硅全部磨掉，以免引起衬底表面的损伤。

然而，CMP工艺在完成任务2的过程中是存在一定难度的，这是因为：在CMP工艺中，对氮氧化硅的研磨程度与FOX所在的场区的面积有关，FOX所在场区面积越小，有源区的面积越大，该处氮化硅之上的氮氧化硅越容易磨掉；FOX所在场区面积越大，有源区的面积越小，该处氮化硅之上的氮氧化硅越不容易磨掉。从而，导致CMP工艺之后残留有氮氧化硅，进而，在接下来的去除氮化硅的过程中，由于氮氧化硅的残留而导致氮化硅的去除不彻底，在残留有氮氧化硅的区域同样残留有氮化硅，极易引起应力缺陷，造成后续制备而成的半导体器件漏电、失效等异常现象。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体硅片及其平坦化方法、制备方法和半导体器件，用以解决现有技术中存在的由于研磨不彻底而导致残留有氮氧化硅区域的氮化硅不能完全被腐蚀掉，进而造成半导体器件漏电、失效的问题。

本发明实施例采用以下技术方案：

一种半导体硅片的平坦化方法，所述方法包括：

利用氢氟酸溶液或氢氟酸与氟化氨的混合溶液，腐蚀位于半导体硅片中有源区的氮化硅之上的氮氧化硅，其中，所述半导体硅片为形成了场氧化层的半导体硅片；

利用化学机械研磨CMP工艺，对腐蚀掉氮氧化硅的半导体硅片的表面进行研磨；

利用热磷酸将经过研磨的半导体硅片的表面剩余的氮化硅腐蚀掉，得到平坦化后的半导体硅片。