[发明专利]一种场氧化层的平坦化方法

说明书

本发明提供一种场氧化层的平坦化方法。本发明的场氧化层的平坦化方法，包括如下顺序进行的步骤：在硅衬底上依次形成氧化层和氮化硅层；光刻、刻蚀，在所述氮化硅层上形成场氧化层图形；在所述场氧化层图形上形成场氧化层；刻蚀部分场氧化层和全部氮化硅层，并使残留场氧化层的上表面不低于所述氧化层的上表面；去除所述氧化层和部分场氧化层，使残留场氧化层的上表面与所述硅衬底的上表面齐平。本发明对场氧化层的平坦化方法进行优化，从而简化了平坦化工艺，并且降低了制造成本。

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造领域，具体涉及一种场氧化层的平坦化方法。

背景技术

在芯片的制作过程中，经常需要制作场氧化层，对于某些器件的制作工艺，例如射频横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)等，为了提高器件的频率，场氧化层通常生长得很厚，厚度可达到2um以上，其会造成硅片表面的平坦化程度较差，从而给后续的工艺步骤带来很大麻烦。

如图1A至图1F所示，现有的一种场氧化层的平坦化方法在硅衬底1上形成氧化层2和氮化硅层3后，光刻、刻蚀，在氮化硅层3上形成场氧化层图形，随后在场氧化层图形上形成场氧化层4，再采用化学机械抛光工艺进行平坦化。该方式需要化学机械抛光设备，制造成本相对较高。

结合图1A至图1C以及图2A至图2C所示，现有的另一种场氧化层的平坦化方法采用光刻胶/旋涂液态玻璃回刻的工艺进行平坦化，该方式在场氧化层图形上形成场氧化层4后，先去除氮化硅层3，随后涂覆光刻胶，形成光刻胶层5，再采用干法刻蚀进行回刻。在回刻时，为了获得较好的平坦化效果，通常需要对刻蚀工艺进行精细的调整，以确保对光刻胶层5和场氧化层4的刻蚀速率一致，其对工艺水平的要求较高，并且成本也较高。因此，上述平坦化方法均存在成本高、工艺复杂等缺陷。

发明内容

本发明提供一种场氧化层的平坦化方法，其对设备的要求低，不仅简化了平坦化工艺，并且降低了制造成本。

本发明提供一种场氧化层的平坦化方法，包括如下顺序进行的步骤：

在硅衬底上依次形成氧化层和氮化硅层；

光刻、刻蚀，在所述氮化硅层上形成场氧化层图形；

在所述场氧化层图形上形成场氧化层；

刻蚀部分场氧化层和全部氮化硅层，并使残留场氧化层的上表面不低于所述氧化层的上表面；

去除所述氧化层和部分场氧化层，使残留场氧化层的上表面与所述硅衬底的上表面齐平。

在一实施方式中，采用湿法刻蚀(腐蚀)依次去除所述部分场氧化层和全部氮化硅层；具体地，所述刻蚀部分场氧化层和全部氮化硅层，并使残留场氧化层的上表面不低于所述氧化层的上表面，可以包括如下顺序进行的步骤：

湿法刻蚀部分场氧化层，并使残留场氧化层的上表面高于所述氧化层的上表面；

湿法刻蚀全部氮化硅层。

在本发明中，可以根据待刻蚀物质的性质选择适宜的刻蚀剂(腐蚀剂)，例如可以采用氢氟酸溶液湿法刻蚀部分场氧化层，并且可以采用浓磷酸湿法刻蚀全部氮化硅层。

进一步地，对各腐蚀剂的具体浓度、温度以及腐蚀时间不作严格限制，可根据腐蚀要求进行适宜选择。例如，采用氢氟酸溶液对部分场氧化层进行腐蚀时，腐蚀条件满足使残留场氧化层的上表面位于所述氧化层之上，特别是使残留场氧化层的上表面略高于氧化层的上表面即可，腐蚀厚度可以为原始场氧化层厚度的一半左右；采用浓磷酸对所述氮化硅层进行腐蚀时，腐蚀条件满足去除全部的氮化硅层即可。其中，所述氢氟酸溶液的温度可以为常温；所述浓磷酸的温度可以为160-200℃，例如180℃。