专利名称：一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法
技术领域：
本发明涉及晶片制造方法，尤其涉及一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶 片的方法。
背景技术：
在半导体晶片的制造过程中，经常能发现在晶片上生长的栅氧化层比较厚时，例 如厚度大于> 120A时，浅沟槽绝缘结构(STI)的上边缘处的栅氧化物的厚度会明显降低， 低于平坦区的栅氧化层的厚度，如图1所示，在图1中，STI边缘处的栅氧化层的厚度仅为 平坦区的70%。这样很容易造成栅氧化层的击穿特性降低，相关击穿电荷减少，甚至由时间 相关介质击穿(Time Dependent Dielectric Breakdown, TDDB)引起了可靠性降低。研究表明，这种现象这要由以下两个原因造成USTI边缘处的晶向与STI其他位置，特别是STI平坦区的不同，以及STI的边缘 压力造成在生长栅氧化物时，STI边缘的栅氧化物的生长速度比STI平坦区慢。2、过深的STI的边缘凹陷使得STI的边缘暴露很多，因而加剧该现象的发生。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种通过改善STI边缘缺陷的深度，提高 栅氧化层的性能的形成晶片的方法。本发明提供一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，包括以下步 骤步骤1，提供一具有半导体衬底的晶片，该半导体衬底上方至少具有依次沉积的阻 挡氧化层和氮化物层；步骤2，蚀刻形成浅沟槽绝缘结构，并对该浅沟槽绝缘结构进行填充，形成填充氧 化层；步骤3，对该晶片进行化学机械剖光，平整填充氧化层；步骤4，去除氮化物层，并沉积第三氧化层；步骤5，沉积一层多晶体，而后利用干蚀刻的方式去除表面的多晶体；步骤6，在半导体衬底中植入离子形成阱区。步骤4中的第三氧化层是活性碳纤维氧化层。其中，执行上述步骤5中之前，在浅沟槽绝缘结构的顶部边缘具有弯曲的凹陷部， 步骤5中的蚀刻时间能够去除不包括该凹陷部中填充的多晶体的表面多晶体。其中，还包括再利用光阻进行蚀刻并利用酸液去除剩余光阻的步骤。其中，还包括对晶片进行氧化形成栅氧化层G0X3的步骤。其中，该栅氧化层的厚度大于120A。其中，步骤1中，还包括在该半导体衬底上涂覆图案化的光阻，定义蚀刻的步骤。其中，所述多晶体为多晶硅。
与现有技术相比，本发明通过改善STI边缘缺陷的深度，减少了 STI边缘的漏出程 度，避免了栅氧化层在STI边缘处的厚度薄的现象，提高了所制成的晶片的性能。
图1是现有技术中的具有边缘凹陷的STI的显微镜照片； 图2是现有技术中的具有边缘凹陷的STI的示意图；图3是本发明一较佳实施例的在边缘凹陷中填充有多晶体的示意图；图4是本发明一较佳实施例的形成栅氧化层后的STI的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，对本发明所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边 缘形成晶片的方法作进一步的详细说明。本发明一较佳实施例的通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法包括以 下步骤步骤1，提供一具有半导体衬底subl的晶片，该半导体衬底subl上方至少具有 依次沉积的阻挡氧化层和氮化物层，例如氮化硅层，当然，该半导体衬底SUb中还可以具有 其他需要的层，其中该半导体衬底SUbl的制造过程还可以包括该半导体衬底上涂覆图案 化的光阻并进行蚀刻，从而定义隔离区与有源区的步骤，以及其他任意合适并需要的步骤， 不限于此，只要是能够得到所需的结构即可，该半导体衬底可包括所有适用于IC制造的衬 底，如 P type wafer, EPI wafer, Anneal wafer 等。步骤2，在该半导体衬底subl上涂覆图案化的光阻并进行蚀刻，定义隔离区与有 源区，再通过蚀刻形成浅沟槽绝缘结构STI2，并对该浅沟槽绝缘结构2进行填充，填充料为 绝缘材料，例如氧化物，氧化硅等，形成填充氧化层2 ；步骤3，对该涂覆有相关层的晶片进行化学机械剖光，剖光浅沟槽绝缘结构的填充 部分，平整填充氧化层；步骤4，去除氮化物层，并沉积第三氧化层，例如是活性碳纤维氧化层，此时，经常 会出现如图2所示的出现STI边缘凹陷的问题，凹陷处为向氮化物层内弯曲的凹处，当然， 半导体衬底subl上方的层并未完全表示，仅示意性表示；步骤5，在沉积有多层材料的晶片的上方沉积一层多晶体，例如多晶硅，此时，在第 三氧化层的整个表面可以都沉积有多晶体，而在STI边缘的凹陷处也沉积了多晶体，而后 利用干蚀刻的方式，去除表面的多晶体，其中，蚀刻时间已进行设置，使该蚀刻能够去除晶 片上的不包括该凹陷部中填充的多晶体的全部表面多晶体，此处的蚀刻时间跟浅沟凹陷部 的深度，多晶体的厚度都有关，要根据具体的制程决定。从图3中可以看出，在STI2的凹陷 处，仍沉积有部分多晶体，该多晶体的作用是阻止后续过程中的各种酸对凹陷处的进一步 侵蚀，特别是在沉积光阻和去除光阻过程中，使用酸液进行清洗和生长栅氧化物之前的DHF 清洗，容易造成该凹陷处扩大。步骤6，在半导体衬底中植入离子形成阱区，该阱区可以在STI2附近形成，也可以 在其他合适的区域形成。植入的离子可以是N离子或P离子。步骤7，再在晶片上涂覆一层光阻，图案化该光阻，利用光阻进行蚀刻并利用酸液去除剩余光阻。步骤8，通过炉管，在晶片表面形成栅氧化层G0X3，栅氧化层G0X3可以是在晶片上 生长氧化物，形成上述栅氧化层的同时，沉积在凹陷中的多晶体被氧化成氧化物，不会变成 缺陷，而是进一步填平凹陷，其中该栅氧化层G0X3的厚度可以是大于120A，如图4所示。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱 离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换的，均应涵盖在本发明的权利要 求的保护范围当中。
权利要求
一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特征在于包括以下步骤步骤1，提供一具有半导体衬底的晶片，该半导体衬底上方至少具有依次沉积的阻挡氧化层和氮化物层；步骤2，蚀刻形成浅沟槽绝缘结构，并对该浅沟槽绝缘结构进行填充，形成填充氧化层；步骤3，对该晶片进行化学机械剖光，平整填充氧化层；步骤4，去除氮化物层，并沉积第三氧化层；步骤5，沉积一层多晶体，而后利用干蚀刻的方式去除表面的多晶体；步骤6，在半导体衬底中植入离子形成阱区。
2.根据权利要求1所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特 征在于步骤4中的第三氧化层是活性碳纤维氧化层。
3.根据权利要求1所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特 征在于执行上述步骤5中之前，在浅沟槽绝缘结构的顶部边缘具有弯曲的凹陷部，步骤5中 干蚀刻的蚀刻时间是能够去除不包括该凹陷部中填充的多晶体的表面多晶体。
4.根据权利要求3所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特 征在于还包括再利用光阻进行蚀刻并利用酸液去除剩余光阻的步骤。
5.根据权利要求1所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特 征在于还包括对晶片进行氧化形成栅氧化层的步骤。
6.根据权利要求5所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特 征在于该栅氧化层的厚度大于120A。
7.根据权利要求1所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特 征在于步骤1中，还包括在该半导体衬底上涂覆图案化的光阻，定义蚀刻的步骤。
8.根据权利要求1所述的一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，其特 征在于所述多晶体为多晶硅。
全文摘要
本发明涉及一种通过改善浅沟槽绝缘结构的边缘形成晶片的方法，包括以下步骤步骤1，提供一具有半导体衬底的晶片，该半导体衬底上方至少具有依次沉积的阻挡氧化层和氮化物层；步骤2，蚀刻形成浅沟槽绝缘结构，并对该浅沟槽绝缘结构进行填充，形成填充氧化层；步骤3，对该晶片进行化学机械剖光，平整填充氧化层；步骤4，去除氮化物层，并沉积第三氧化层；步骤5，沉积一层多晶体，而后利用干蚀刻的方式去除表面的多晶体；步骤6，在半导体衬底中植入离子形成阱区。本发明通过改善STI边缘缺陷的深度，减少了STI边缘的漏出程度，避免了栅氧化层在STI边缘处的厚度薄的现象，提高了所制成的晶片的性能。
文档编号H01L21/316GK101859725SQ20091013390
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者何荣, 曾令旭, 朱作华, 李煦 申请人:和舰科技(苏州)有限公司