基于沟槽结构的LOCOS氧化隔离层的制备方法与流程

本发明属于半导体集成电路制造，特别是涉及一种基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法。

背景技术：

1、为了改善利用pn结隔离技术制造的集成电路的集成度低、结电容大、闩锁效应和寄生nmos等问题，20世纪70年代半导体研发人员在pn结隔离技术的基础上开发出了locos(local oxidation of silicon)隔离技术方案。locos隔离技术与pn结隔离技术非常类似，实际上locos隔离技术就是把pn结隔离技术中的pw保护环改换为氧化物，locos隔离技术是pn结隔离技术的副产物，氧化物能很好地隔离器件，降低结电容，同时改善闩锁效应和寄生nmos等问题。

2、传统locos工艺的制作过程是：首先在硅衬底上生长前置氧化层(pad ox)和衬垫氮化硅(pad sin)，然后利用光刻和刻蚀工艺定义需要生长氧化层的区域，再利用pad ox和pad sin作为阻挡层生长氧化层，随后通过湿法刻蚀的方式去除pad sin和pad ox，最后留下所需要的氧化层作为隔离层。

3、随着隔离技术的发展，locos隔离技术被广泛应用于bcd工艺集成电路中。通常采用sti(shallow trench isolation)浅沟槽隔离工艺制作器件的隔离，解决鸟嘴问题，采用locos隔离技术制备漂移区氧化层。该工艺步骤复杂、周期长、原材料浪费多，不利于效率的提升及成本的降低。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，用于解决现有技术中在形成有沟槽结构的半导体器件中采用locos隔离技术制备氧化隔离层工艺复杂、周期长且浪费原材料，不利于效率的提升及成本的降低的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，所述制备方法包括：

3、提供表面具有硅材料层的衬底，并于所述硅材料层上形成氮化硅阻挡层；

4、依次刻蚀所述氮化硅阻挡层及所述硅材料层，形成未贯穿所述硅材料层的盲槽；

5、于所述氮化硅阻挡层表面及所述盲槽中形成绝缘材料层，其中，所述绝缘材料层填充满所述盲槽；

6、采用cmp工艺研磨所述绝缘材料层，并以所述氮化硅阻挡层作为研磨停止层；

7、于所述氮化硅阻挡层表面及所述绝缘材料层表面涂覆第一光刻胶层，并对其图形化，形成图形化的第一光刻胶层；

8、基于所述图形化的第一光刻胶层刻蚀所述氮化硅阻挡层，以露出场氧区，接着去除所述图形化的第一光刻胶层；

9、采用locos隔离工艺于所述场氧区形成氧化隔离层；

10、去除所述氮化硅阻挡层。

11、可选地，采用cmp工艺研磨所述绝缘材料层之前，所述氮化硅阻挡层的厚度为采用cmp工艺研磨所述绝缘材料层之后，所述氮化硅阻挡层的厚度为

12、可选地，形成所述氮化硅阻挡层前还包括于所述硅材料层表面上形成前置氧化层的步骤。

13、进一步地，采用炉管工艺形成所述前置氧化层。

14、可选地，采用lpcvd工艺形成所述氮化硅阻挡层。

15、可选地，所述绝缘材料层的材料包括二氧化硅，

16、可选地，形成所述盲槽的步骤包括：

17、于所述氮化硅阻挡层表面涂覆第二光刻胶层，并对其图形化，形成图形化的第二光刻胶层；

18、基于所述图形化的第二光刻胶层刻蚀所述氮化硅阻挡层，以形成贯穿所述氮化硅阻挡层的凹槽；

19、去除所述图形化的第二光刻胶层；

20、以所述氮化硅阻挡层为掩膜，刻蚀所述凹槽下方的所述硅材料层，形成未贯穿所述硅材料层的所述盲槽。

21、可选地，采用cmp工艺研磨所述绝缘材料层的步骤包括：

22、于所述绝缘材料层表面涂覆第三光刻胶层，并对其图形化，形成图形化的第三光刻胶层，该图形化的第三光刻胶层裸露出所述盲槽对应的绝缘材料层区域之外的所述绝缘材料层；

23、基于所述图形化的第三光刻胶层刻蚀所述盲槽对应的绝缘材料层区域之外的所述绝缘材料层；

24、去除所述图形化的第三光刻胶层；

25、采用cmp工艺研磨剩余的所述绝缘材料层，并以所述氮化硅阻挡层作为研磨停止层。

26、可选地，采用hdpcvd工艺形成所述绝缘材料层。

27、可选地，采用湿法腐蚀工艺去除所述氮化硅阻挡层，湿法腐蚀溶液包括磷酸。

28、如上所述，本发明的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，借用形成沟槽结构时使用的氮化硅阻挡层作为后续采用locos隔离工艺形成氧化隔离层的材料阻挡层，省去了去除形成沟槽结构时使用的氮化硅阻挡层的步骤以及形成采用locos隔离工艺形成氧化隔离层时所需的材料阻挡层的步骤，有效简化了工艺步骤、减少了原材料的使用，从而达到提高生产效率、降低生产成本的效果。

技术特征：

1.一种基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于：采用cmp工艺研磨所述绝缘材料层之前，所述氮化硅阻挡层的厚度为采用cmp工艺研磨所述绝缘材料层之后，所述氮化硅阻挡层的厚度为

3.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于：形成所述氮化硅阻挡层前还包括于所述硅材料层表面上形成前置氧化层的步骤。

4.根据权利要求3所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于：采用炉管工艺形成所述前置氧化层。

5.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于：采用lpcvd工艺形成所述氮化硅阻挡层。

6.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于：所述绝缘材料层的材料包括二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于，形成所述盲槽的步骤包括：

8.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于，采用cmp工艺研磨所述绝缘材料层的步骤包括：

9.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于：采用hdpcvd工艺形成所述绝缘材料层。

10.根据权利要求1所述的基于沟槽结构的locos氧化隔离层的制备方法，其特征在于：采用湿法腐蚀工艺去除所述氮化硅阻挡层，湿法腐蚀溶液包括磷酸。

技术总结
本发明提供一种基于沟槽结构的LOCOS氧化隔离层的制备方法，借用形成沟槽结构时使用的氮化硅阻挡层作为后续采用LOCOS隔离工艺形成氧化隔离层的材料阻挡层，省去了去除形成沟槽结构时使用的氮化硅阻挡层的步骤以及形成采用LOCOS隔离工艺形成氧化隔离层时所需的材料阻挡层的步骤，有效简化了工艺步骤、减少了原材料的使用，从而达到提高生产效率、降低生产成本的效果。

技术研发人员：张轩,张蔷,仇峰
受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10