专利名称：减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法
技术领域：
本发明涉及有关一种半导体制造的方法，尤其是有关一种减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法。
背景技术：
浅沟道隔离(Shallow Trench Isolation，简称STI)是0.25um以下半导体技术采用的通用隔离方法，这种隔离方法的优点是隔离效果好，而且占用面积小。但STI工艺也有很多的技术问题，如STI的形貌控制、STI顶角的圆角化、STI内部的二氧化硅与外部硅之间的失配应力以及STI顶部边缘的凹坑(divot)等，其中divot问题会直接关系到STI边缘的漏电，而且过深的divot会加大多晶硅栅和氮化硅侧墙刻蚀的难度，并可能造成刻蚀残留，因此控制divot的大小和深浅已经越来越引起人们的重视。
边缘凹坑(Divot)是浅沟道隔离在后面工艺的湿法刻蚀中，上边角的氧化硅局部受到刻蚀而形成的凹坑。传统的工艺方法在进行半导体制造中，如果需要进行浅沟道隔离，其基本的工艺步骤请参阅图1所示，包括以下步骤一种减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，其包括以下步骤第一步，在硅片进行氧化硅及氮化硅沉积；第二步，进行氧化硅及氮化硅刻蚀；第三步，进行硅刻蚀；第四步，氧化硅填入；第五步，氧化硅的化学机械抛光及湿法刻蚀；第六步，氮化硅和氧化硅的除去；第七步，湿法清洗。
在传统工艺中，由于氮化硅和氧化硅去除后直接进行湿法清洗，STI的边角暴露在外，所以经常会产生较多且较大的divot。一般地，减小divot只能通过减小湿法刻蚀(wet etch)时间的方法。但在工艺可靠性要求下，湿法刻蚀不能无限制地减小，因此要真正有效地见效divot，必须对STI结构进行优化，保护STI边角，使其免受湿法刻蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，通过STI的氧化硅侧墙技术，减少对STI边角的湿法刻蚀，减小甚至消除divot，从而改善STI边缘漏电，并降低在STI边缘处多晶硅和氮化硅的残留可能性。
本发明的目的是这样实现的一种减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，其包括以下步骤第一步，在硅片进行氧化硅及氮化硅沉积；第二步，进行氧化硅及氮化硅刻蚀；第三步，进行硅刻蚀；第四步，氧化硅填入；第五步，氧化硅的抛光及刻蚀；第六步，氮化硅和氧化硅的除去；第七步，淀积氧化硅；第八步，刻蚀氧化硅及形成浅沟道隔离边缘凹坑侧墙；第九步，湿法清洗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是因为在湿法刻蚀时具有STI侧墙，所以边缘凹坑会减小，从而改善了STI边缘漏电，并降低了在STI边缘处多晶硅和氮化硅的残留可能性。
图1为现有技术的STI制造过程的制造流程图。
图2为本发明减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图2所示，本发明减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法首先在硅片上淀积一定厚度的氧化硅(SIO2)及一定厚度的氮化硅SI3N4。接着，对上述淀积的氧化硅层及氮化硅进行刻蚀，仅在两侧留有一定量的上述氧化硅层及氮化硅层。在上述步骤以后进行硅片本身的刻蚀，将上述硅片刻蚀出一个凹槽，然后在上述硅片及氮化硅上淀积氧化硅，且氧化硅的厚度较大。接着进行氧化硅的化学机械抛光和湿法刻蚀，全部刻蚀掉氮化硅上的氧化硅，而在硅片上方的氧化硅部分保留，且使氧化硅层略高于硅片。进行氧化硅及氮化硅的去除，去除全部的氮化硅及部分氧化硅，并仍然使凹槽内的氧化硅略高于硅片层。接着，进一步进行氧化硅的淀积，在凹槽及硅片的上方淀积一定厚度氧化硅，淀积的方法可有多种选择，如低压化学汽相淀积(LPCVD)、等离子增强化学汽相淀积(PECVD)和常压化学汽相淀积(APCVD)等。由于STI工艺是在所有的离子注入之前进行的，所以增加的任何热过程都不会对器件特性产生影响。淀积的氧化硅厚度根据后面工艺湿法腐蚀的多少而定，如果湿法腐蚀较多，则应淀积较厚的氧化硅，制作较大的侧墙，反之，则可减薄氧化层厚度。在淀积后先对淀积氧化层后的STI进行干法刻蚀，根据刻蚀速率确定刻蚀时间，确保硅的表面尚有一定厚度的氧化层，以避免等离子体对硅表面的损伤。然后再采用湿法腐蚀，除去硅表面的氧化硅，最终形成STI侧墙。STI侧墙正好位于STI凹坑可能发生的位置。
由于上述设置在氧化硅(pad oxide)和氮化硅的除去以后，对硅片进行氧化硅淀积，然后采用干法刻蚀(dry etch)和湿法刻蚀(wet etch)，在STI两侧形成侧墙，在后面的清洗和刻蚀中，侧墙将首先接受刻蚀，避免侧墙内的HDP受到刻蚀，因此该侧墙将有效地保护STI两侧，从而减小甚至消灭divot。TCAD模拟的结果表明，采用本发明的STI侧墙技术，在接受同样的湿法腐蚀后，STI的divot比常规工艺有了显著的改善。
综上所述，本发明完成了发明人的目的，通过制作STI侧墙的方法，有效地解决目前STI隔离技术中的divot问题，从而改善STI边缘的结漏电流，减少电路的静态电流和静态功耗，并且避免了STI两侧的divot中存在多晶硅和氮化硅残留的风险。
权利要求
1.一种减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，其包括以下步骤第一步，在硅片进行氧化硅及氮化硅沉积；第二步，进行氧化硅及氮化硅刻蚀；第三步，进行硅刻蚀；第四步，氧化硅填入；第五步，氧化硅的抛光及刻蚀；第六步，氮化硅和氧化硅的除去；第七步，淀积氧化硅；第八步，刻蚀氧化硅及形成浅沟道隔离边缘凹坑侧墙；第九步，湿法清洗。
2.如权利要求1所述的减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，其特征在于所述第八步中刻蚀氧化硅为干法加湿法刻蚀。
3.如权利要求1所述的减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，其特征在于所述第八步中浅沟道隔离边缘凹坑侧墙部分处于硅片的上方。
4.如权利要求1所述的减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，其特征在于所述第五步中所述的抛光为化学机械抛光。
5.如权利要求1所述的减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，其特征在于所述第五步中所述的刻蚀为湿法刻蚀。
全文摘要
一种减小浅沟道隔离边缘凹坑的方法，主要用于半导体制造工艺的优化，以提高半导体的特性，其主要是通过在普通工艺氮化硅和氧化硅的除去以后，增加对氧化硅的淀积，然后对氧化硅进行干法加湿法刻蚀，从而形成浅沟道隔离的侧墙。上述侧墙部分处于硅片的上方，从而在进行湿法清洗时不会在浅沟道隔离的两侧形成边缘凹坑，进而减小结漏电流。
文档编号H01L21/70GK1779942SQ20041008426
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月17日 优先权日2004年11月17日
发明者钱文生 申请人:上海华虹Nec电子有限公司