专利名称：一种改善栅氧化层tddb失效的方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造工艺，特别是涉及一种改善栅氧化层TDDB失效的方法。
背景技术：
在浅沟道隔离(STI)工艺中，扩散区的宽度随着工艺的缩小也越来越小，在这样 的扩散区上热氧化栅氧化层，STI角部的氧化层的生长将比角部之外的区域困难，通常会出 现氧化层在角部的厚度比角部之外的区域厚度小30% -40%的情况。在这样的情况下，做 氧化层介质击穿(timecbpendent dielectric breakdown，简称TDDB)测验的时候，通常也 从STI的角部开始失效。需要提出对这种栅氧化层的TDDB失效进行有效改善的方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提出一种改善栅氧化层TDDB失效的方 法，在不影响制成窗口(Window)的情况下，仅增加一道热氧化就能对这种栅氧化层的TDDB 失效进行有效的改善。为了达到本发明的上述和其他目的，本发明采用了如下的技术方案一种改善栅 氧化层TDDB失效的方法，包括如下步骤步骤1，提供一衬底；步骤2，在该衬底上形成一层牺牲氧化层；步骤3，在该牺牲氧化层上形成氮化硅层，该氮化硅层作为硬掩膜；步骤4，在该氮化硅层上形成对位标记；步骤5，用浅沟道隔离工艺对该对位标记进行蚀刻，在衬底中形成STI ；步骤6，用介电质填充上述STI并在氮化硅层上形成介电质层；步骤7，对该介电质层进行化学机械研磨，研磨至该氮化硅层；步骤8，在该氮化硅层及STI的上部形成热氧化层；步骤9，用热磷酸去除该热氧化层及氮化硅层。作为优选，步骤8中的热氧化层采用的工艺步骤为在高温炉管中通入氧气，并进 行热氧化制作工艺。作为优选，步骤8中的热氧化层形成的温度范围为900°C -1100°C。作为优选，步骤8中的热氧化层的材料为二氧化硅。作为优选，步骤8中热氧化层的厚度范围为150A-500A。作为优选，在步骤8形成热氧化层之前还要对化学机械研磨后的晶片进行清洗。采用本发明的技术方案，通过在氮化硅去除之前以额外的热氧化工艺对STI的角 部进行圆化，给后续的栅氧化层生长提供了有利的条件，从而提高栅氧化层的品质。
图1为对介电质层进行化学机械研磨至氮化硅层的示意图；图2为根据本发明的方法在氮化硅层和STI上部形成热氧化层的示意图；图3为在图1或图2的基础上去除氮化硅层之后的晶片结构示意图；图4A为现有的栅氧化层TDDB数据示意图；图4B为采用本发明的方法后得到的栅氧化层的TDDB数据。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作更详细的描述。参见图1-图3，本发明提供一种改善栅氧化层TDDB的方法，包括如下步骤步骤1，提供一衬底1，该衬底1可以是硅衬底或其他任何适合的衬底；步骤2，在该衬底1上形成一层牺牲氧化层2，该牺牲氧化层2的材料可以是氧化 硅或其他任何适合的材料，用于在栅氧化层的形成之前移除晶片表面的损伤和缺陷，从而 有助于产生一个零缺陷的晶片表面以在后续工艺中生成高品质的栅氧化层；步骤3，在该牺牲氧化层上形成氮化硅层3，该氮化硅层3作为硬掩膜；
步骤4，在该氮化硅层3上形成对位标记；步骤5，用浅沟道隔离工艺对该对位标记进行蚀刻，在衬底中形成STI4 ；步骤6，用介电质填充上述STI4并在氮化硅层3上形成介电质层5，该介电质5的 材料可以是氧化物或其他任何适合的材料；步骤7，采用化学机械研磨工艺，对该介电质层5进行化学机械研磨，研磨至该氮 化硅层3 ；步骤8，采用高温炉管工艺，在炉管中通入氧气，并进行热氧化制作工艺，在该氮化 硅层3及STI4的上部形成热氧化层6，该热氧化层6的材料可以是二氧化硅或者其他任何 适合的材料，该热氧化层的厚度可以是150A-500A ；步骤9，用热磷酸去除该热氧化层6及氮化硅层3。在本发明的另一优选实施例中，在进行步骤8的热氧化层制作之前，还加入了对 步骤7中化学机械研磨后的晶片进行清洗的步骤，以达到更好的效果。本发明并不是直接对栅氧化层的生长方式进行改良，而是在对晶片进行化学机械 研磨至氮化硅层3之后，该氮化硅层3去除之前，通过额外的热氧化工艺对STI4的角部(参 见图2中的标记A所示)进行圆化，给后续的栅氧化层生长提供了有利的条件，从而提高栅 氧化层的品质。参见图4A和图4B，可以明显地看出，与现有技术相比，采用本发明的方法之 后，栅氧化层的TDDB数据得到了很大改善。由于现有的氮化硅去除工艺的配方也会先去除 掉200-300A的氧化层，因此，采用本发明的方法，在热氧化层形成之后的工艺步骤和配方 都不需改动，从而降低了设计和工艺上的成本。以上描述了本发明的较佳实施例及其效果，当然，本发明还可有其他实施例，在不 背离本发明之精神及实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相 应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
一种改善栅氧化层TDDB失效的方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1，提供一衬底；步骤2，在该衬底上形成一层牺牲氧化层；步骤3，在该牺牲氧化层上形成氮化硅层，该氮化硅层作为硬掩膜；步骤4，在该氮化硅层上形成对位标记；步骤5，用浅沟道隔离工艺对该对位标记进行蚀刻，在衬底中形成STI；步骤6，用介电质填充上述STI并在氮化硅层上形成介电质层；步骤7，对该介电质层进行化学机械研磨，研磨至该氮化硅层；步骤8，在该氮化硅层及STI的上部形成热氧化层；步骤9，用热磷酸去除该热氧化层及氮化硅层。
2.根据权利要求1所述的一种改善栅氧化层TDDB失效的方法，其特征在于，步骤8中 的热氧化层的形成工艺为在高温炉管中通入氧气，并进行热氧化制作工艺。
3.根据权利要求1或2所述的一种改善栅氧化层TDDB失效的方法，其特征在于，步骤 8中的热氧化层形成的温度范围为900°C -1100°C。
4.根据权利要求1或2所述的一种改善栅氧化层TDDB失效的方法，其特征在于，步骤 8中的热氧化层的材料为二氧化硅。
5.根据权利要求1或2所述的一种改善栅氧化层TDDB失效的方法，其特征在于，步骤 8中的热氧化层的厚度范围为150A-500A。
6.根据权利要求1所述的一种改善栅氧化层TDDB失效的方法，其特征在于，还包括在 步骤8形成热氧化层之前对化学机械研磨后的晶片进行清洗的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种改善栅氧化层TDDB失效的方法，包括如下步骤步骤1，提供一衬底；步骤2，在该衬底上形成一层牺牲氧化层；步骤3，在该牺牲氧化层上形成氮化硅层，该氮化硅层作为硬掩膜；步骤4，在该氮化硅层上形成对位标记；步骤5，用浅沟道隔离工艺对该对位标记进行蚀刻，在衬底中形成STI；步骤6，用介电质填充上述STI并在氮化硅层上形成介电质层；步骤7，对该介电质层进行化学机械研磨，研磨至该氮化硅层；步骤8，在该氮化硅层及STI的上部形成热氧化层；步骤9，用热磷酸去除该热氧化层及氮化硅层。
文档编号H01L21/336GK101901785SQ200910202978
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者张建伟, 张松, 曾海, 洪文田, 王文全 申请人:和舰科技(苏州)有限公司