专利名称：一种改善mosfet sti差排的方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改善金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)的浅沟槽绝缘(STI)差排(Dislocation)的方法。
背景技术：
在芯片的生产工序中，在前段(FE0L)浅沟槽绝缘的制程中，常会因为应力的作用 产生差排现象，如图1中圈内所示，这种差排现象会造成接面漏电流急遽上升，引起芯片失 效。而产生差排现象的原因主要有以下两个(1)在升降温时，由于氧化物和衬底之间的膨胀系数差会产生应力；(2) STI的轮廓/深度会对所产生应力大小和分布有所影响。目前半导体芯片一直向更精巧的方向发展，而实验表面，组件区缩小化的趋势不 利于应力的疏缓，所以差排现象成为业界一大困扰。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种改善MOSFET STI差排的方法。本发明提供了一种改善MOSFET STI差排的方法，该方法为提供一具有浅沟槽绝缘结构的基底，该基底上表面涂覆有SiN层；在SiN层上生长牺牲氧化物层，生长的同时在一段预定时间内通入预定温度的氮 气进行回火处理。上述预定高温是900 1200度。上述预定高温优选为1100度。上述预定时间是10 120分钟。上述预定时间优选为30分钟。采用本发明方法可以显著降低差排现象，提高合格率，并降低成本和缩短工艺周 期。
图1表示现有技术中的晶格差排的示意图；图2表示本发明在牺牲氧化层升温时的应力分布图；图3表示采用本发明方法与现有技术的效果对比图；图4表示采用与未采用本发明的回火处理方法的合格率的曲线比较图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，对本发明所述的一种改善MOSFET STI差排的方法作进一步 的详细说明。在本发明方法中，首先提供一具有浅沟槽绝缘结构的基底，该基底上表面涂覆有SiN层；在SiN层上生长牺牲氧化物层，在生长牺牲氧化层的过程中，在一定时间、例如是 10 120分钟内通入一定温度、例如是900 1200度的氮气(N2)进行回火处理，通过该方 法来降低和消除差排现象。在优选实施例中，通入N2的时间是30分钟，温度是1100度。所谓牺牲氧化层是指，当硅置于含氧气的环境下，氧分子将通过一层边界层 (boundary layer)而达到硅的表面，然后与硅原子反应生成的Si02层。牺牲氧化层的作用 是1.消除SIN移位对晶片表面的损伤；2.防止N/P阱离子植入时产生沟道效应。回火是冶金材料制程中非常常见的一种制程技术，其目的是要消除材料(尤其是 金属材料)中，因缺陷所累积的内应力。所采用的方法是将被回火材料置于适当高温下一 段时间，利用热能使材料的原子有能力进行晶格位置的重排，以降低材料内缺陷密度。对牺牲氧化层进行升温后，STI应力分布如图2所示，在衬底位于沟槽底部处的部 分承受拉应力，衬底的其他部位承受压应力，其中衬底的最高处和最低处承受的应力达到 最大值。参照图3，其中图3(a)是没有经过本发明的N2回火处理的情况，而图3 (b)是经过 了本发明的回火处理的情况。可见，在没有经过本发明的N2回火处理时，差排现象很明显， 而在通过N2进行1100度回火后将明显改善差排现象。图4表示采用本发明回火处理与未采用本发明回火处理的合格率的曲线比较图， 各曲线所指代的内容如图4右侧所示，其中圆圈线表示在未经1100度回火处理条件下的合 格率，方框线表示经过1100度回火处理条件下的合格率；三角线表示未采用1100度回火处 理条件下的在合格率测试中因静态电流过大原因导致合格率失效的百分比，小叉线表示经 过1100度回火处理条件下的在合格率测试中因静态电流过大原因导致合格率失效的百分 比；菱形线表示浅沟槽绝缘的深度。由图可见，经过1100度回火处理条件下合格率明显增 大。通过N2的1100度回火可以显著降低差排现象，提高合格率，并降低成本和缩短工 艺周期。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
一种改善MOSFET STI差排的方法，其特征在于提供一具有浅沟槽绝缘结构的基底，该基底上表面涂覆有SiN层；在SiN层上生长牺牲氧化物层，生长的同时在一段预定时间内通入预定温度的氮气进行回火处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述预定高温是900 1200度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于上述预定高温是1100度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于上述预定时间是10 120分钟。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于上述预定时间是30分钟。
全文摘要
本发明涉及一种改善MOSFET STI差排的方法，提供一具有浅沟槽绝缘结构的基底，该基底上表面涂覆有SiN层；在SiN层上生长牺牲氧化物层，生长的同时在一段预定时间内通入预定温度的氮气进行回火处理。采用本发明方法可以显著降低差排现象，提高合格率，并降低成本和缩短工艺周期。
文档编号H01L21/3105GK101859726SQ200910133938
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者刘光, 初曦, 高永亮 申请人:和舰科技(苏州)有限公司