MOSCAP器件沟槽制备方法及MOSCAP器件与流程

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种moscap器件沟槽制备方法及moscap器件。

背景技术：

1、moscap电容因其与传统工艺的兼容性而被大量的应用于集成电路设计中，用以储存电荷，形成完整的电路功能。随着半导体技术及集成度的发展，设计过程中对于电容的密度及可靠性有了更高的要求，当前主流增加电容的方法有以下几种，使用新的介电材料；降低介电质层的厚度；增加上下极板的面积。

2、上述的三种解决方案都存在相应的优点及缺点。使用新的介电材料，存在与传统工艺的兼容问题等，对于旧工艺的再开发难以满足其开发要求；降低介电层的厚度，该方法可以明显的增加器件的电容密度，但是栅氧化层的厚度太薄可能会引起氧化层的击穿及可靠性问题；增加上下极板的面积，对于直接增加器件的大小，可以改善单个器件的电容值，但对于整体电路的电容密度没有明显的提高，不利于集成度的增加。因此沟槽式moscap器件应运而生，该器件结构属于上述第三种方法，在不改变器件的单位面积的前提下，通过沟槽使得上下极板弯曲，进而增加了上下极板的面积，有效的提高了电容密度，对于提高电路的集成度也明显的帮助。

3、但是该沟槽工艺对于可靠性存在着明显的挑战。由于当前的沟槽工艺主要使用的干法刻蚀工艺，在沟槽的底部及顶部会存在一些比较尖锐的角度，该位置处的应力会明显的大于其他平面处的应力，进而影响后续的栅氧化层的生长工艺，影响氧化层的质量，进而影响器件的可靠性。

4、因此，有必要提供一种新型的moscap器件沟槽制备方法及moscap器件以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种moscap器件沟槽制备方法及moscap器件，能够改善在干法刻蚀过程中形成的比较尖锐的角，从而降低该处的应力，提高器件的可靠性。

2、为实现上述目的，本发明的所述本发明的moscap器件沟槽制备方法，包括以下步骤，

3、s1：提供待处理晶圆，在所述晶圆上光刻、注入离子，形成第一离子注入区；

4、s2：对所述晶圆进行退火，使所述第一离子注入区扩散形成第二离子注入区；

5、s3：在所述晶圆上生长氧化层；

6、s4：通过湿法刻蚀去除所述氧化层，形成目标沟槽结构。

7、本发明的moscap器件沟槽制备方法的有益效果在于：相比于常规的干法刻蚀工艺，本发明的制备方法先通过高剂量的离子注入改变硅表面的性质，再通过退火使得离子分布更加均匀，随后将晶圆置于炉管中氧化，进行过离子植入的区域氧化层生长的速率明显的高于未进行离子植入的区域，再通过湿法刻蚀的高选择性，去除表面的氧化物，离子注入的区域由于氧化的的生长速率较快，消耗较多的硅，从而可以得到一个比较平缓的沟槽，改善沟槽的形貌，提高器件的可靠性。

8、可选地，所述在所述晶圆上光刻、注入离子的步骤执行之前还包括，在所述晶圆表面形成浅沟槽隔离。

9、可选地，所述第一离子注入区位于所述浅沟槽隔离的边缘处。

10、可选地，所述在所述晶圆表面进行光刻处理，以形成浅沟槽隔离的步骤包括，在所述晶圆表面进行光刻、刻蚀、清洗、介质沉积、cmp工艺处理后，形成浅沟槽隔离。

11、可选地，所述形成目标沟槽结构的步骤执行完毕之后还包括，在所述晶圆上再次生长栅氧化层与多晶层。

12、可选地，所述提供待处理晶圆，在所述晶圆上光刻、注入离子，形成第一离子注入区的步骤中，注入的离子包括砷离子，注入剂量为1e15-6e15离子/平方厘米。

13、可选地，所述在所述晶圆上生长氧化层包括使用干法氧化工艺或湿法氧化工艺对所述晶圆进行氧化，生成氧化层。

14、本发明还提供一种moscap器件，通过本发明的制备方法制备得到，所述moscap器件包括衬底和设置在所述衬底上的目标沟槽结构，所述目标沟槽结构的底面及延伸至衬底表面的壁均为圆弧面。

15、本发明的moscap器件的有益效果在于：本发明的moscap器件具有比较平缓的沟槽，沟槽的形貌得到改善，从而能够提高器件的可靠性。

技术特征：

1.一种moscap器件沟槽制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的moscap器件沟槽制备方法，其特征在于，所述在所述晶圆上光刻、注入离子的步骤执行之前还包括，在所述晶圆表面形成浅沟槽隔离。

3.根据权利要求2所述的moscap器件沟槽制备方法，其特征在于，所述第一离子注入区位于所述浅沟槽隔离的边缘处。

4.根据权利要求2所述的moscap器件沟槽制备方法，其特征在于，所述在所述晶圆表面形成浅沟槽隔离的步骤包括，在所述晶圆表面进行光刻、刻蚀、清洗、介质沉积、cmp工艺处理后，形成浅沟槽隔离。

5.根据权利要求1所述的moscap器件沟槽制备方法，其特征在于，所述形成目标沟槽结构的步骤执行完毕之后还包括，在所述晶圆上再次生长栅氧化层与多晶层。

6.根据权利要求1所述的moscap器件沟槽制备方法，其特征在于，所述提供待处理晶圆，在所述晶圆上光刻、注入离子，形成第一离子注入区的步骤中，注入的离子包括砷离子，注入剂量为1e15-6e15离子/平方厘米。

7.根据权利要求1所述的moscap器件沟槽制备方法，其特征在于，所述在所述晶圆上生长氧化层包括使用干法氧化工艺或湿法氧化工艺对所述晶圆进行氧化，生成氧化层。

8.一种moscap器件，其特征在于，通过所述权利要求1-7所述方法制备，所述moscap器件包括衬底和设置在所述衬底上的目标沟槽结构，所述目标沟槽结构的底面及延伸至衬底表面的壁均为圆弧面。

技术总结
本发明提供了一种MOSCAP器件沟槽制备方法，包括以下步骤，S1：提供待处理晶圆，在所述晶圆上光刻、注入离子，形成第一离子注入区；S2：对所述晶圆进行退火，使所述第一离子注入区扩散形成第二离子注入区；S3：在所述晶圆上生长氧化层；S4：通过湿法刻蚀去除所述氧化层，形成目标沟槽结构。本发明的制备方法能够改善在干法刻蚀过程中形成的比较尖锐的角，从而降低该处的应力，提高器件的可靠性。本发明还提供一种MOSCAP器件。

技术研发人员：张党柱,左青云,卢意飞
受保护的技术使用者：上海集成电路研发中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12