一种半导体器件的制造方法技术

技术编号:15748923 阅读:487 留言:0更新日期:2017-07-03 09:37
本发明专利技术提供一种半导体器件的制造方法,涉及半导体技术领域。包括:提供半导体衬底,在所述半导体衬底的表面上形成有定义有浅沟槽隔离结构的图案的硬掩膜层;在所述半导体衬底中形成浅沟槽隔离结构,其中,所述浅沟槽隔离结构的表面低于所述硬掩膜层的表面高于所述半导体衬底的表面;在所述浅沟槽隔离结构的表面上沉积形成先进材料层;去除所述硬掩膜层;去除所述先进材料层。根据本发明专利技术的制造方法,在浅沟槽隔离结构上形成先进材料层,有效避免在硬掩膜层的湿法刻蚀去除过程中,对于浅沟槽隔离结构表面的刻蚀损伤,进而使得STI的有效场高度波动很小,因此提高了器件的性能和良率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件的制造方法
本专利技术涉及半导体
,具体而言涉及一种半导体器件的制造方法。
技术介绍
在半导体制造工艺中,所形成的浅沟槽隔离(STI)结构的性能对于最后形成的半导体器件的性能和良率而言至关重要。现有的浅沟槽隔离结构的制造方法包括以下几个主要步骤:如图1A-1B所示,首先,在半导体衬底100上形成缓冲层101和硬掩膜层(SiN)102,图案化缓冲层和硬掩膜层,刻蚀半导体衬底形成浅沟槽隔离结构的开口,再沉积浅沟槽隔离材料103填充所述开口,进行CMP停止于硬掩膜层102上,再回蚀刻部分浅沟槽隔离材料103,之后去除硬掩膜层102,形成浅沟槽隔离结构103,浅沟槽隔离结构高于半导体衬底的部分的高度称为有效场高度(effectivefieldheight,简称EFH)。当CMOS器件的尺寸缩小到28nm节点及以下时,在浅沟槽隔离结构的制作工艺中,有源区硬掩膜层SiN移除后,浅沟槽隔离结构(STI)的EFH控制变的越来越困难。通常使用热的H3PO4来去除硬掩膜层SiN,但是H3PO4接触到STI时会对浅沟槽隔离结构中填充的材料进行腐蚀,而新的H3PO4和旧的H3PO4对浅沟槽隔离结构的刻蚀量并不相同(如图1B中上下两个图所示),因此而使得STI的有效场高度波动很大,进而影响之后栅极制作时多晶硅沉积的厚度均匀性,导致最终器件的良率和性能的损失。因此,为解决现有技术中的上述技术问题,有必要提出一种新的半导体器件的制造方法。
技术实现思路

技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题,本专利技术提供一种半导体器件的制造方法,所述方法包括:步骤S1:提供半导体衬底,在所述半导体衬底的表面上形成有定义有浅沟槽隔离结构的图案的硬掩膜层;步骤S2:在所述半导体衬底中形成浅沟槽隔离结构,其中,所述浅沟槽隔离结构的表面低于所述硬掩膜层的表面高于所述半导体衬底的表面;步骤S3:在所述浅沟槽隔离结构的表面上沉积形成先进材料层;步骤S4:去除所述硬掩膜层;步骤S5:去除所述先进材料层。进一步,在所述步骤S2中,形成所述浅沟槽隔离结构的步骤包括:步骤S21:以图案化的所述硬掩膜层为掩膜,刻蚀部分所述半导体衬底形成沟槽;步骤S22:在所述硬掩膜层的开口中和所述沟槽中沉积形成浅沟槽隔离材料,并进行化学机械研磨,直到暴露所述硬掩膜层的表面;步骤S23:回蚀刻部分所述浅沟槽隔离材料,以形成所述浅沟槽隔离结构。进一步,所述步骤S3包括:在所述浅沟槽隔离结构的表面上以及所述硬掩膜层的表面上沉积形成先进材料层;对所述先进材料层执行化学机械研磨,直到暴露所述硬掩膜层的表面。进一步,所述先进材料层的材料包括无定形碳。进一步,在所述步骤S5中,采用灰化的方法去除所述先进材料层。进一步,所述硬掩膜层的材料包括氮化硅。进一步,在所述步骤S4中,采用160~165℃的磷酸湿法刻蚀去除所述硬掩膜层。进一步,在所述步骤S5之后,还包括采用臭氧清洗所述半导体衬底的步骤。根据本专利技术的制造方法,在浅沟槽隔离结构上形成先进材料层,有效避免在硬掩膜层的湿法刻蚀去除过程中,对于浅沟槽隔离结构表面的刻蚀损伤,进而使得STI的有效场高度波动很小,因此提高了器件的性能和良率。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述,用来解释本专利技术的原理。附图中:图1A-图1B为现有的一种半导体器件的制造方法的相关步骤形成的结构的剖视图;图2A-图2F为本专利技术的一实施例中的一种半导体器件的制造方法的相关步骤形成的结构的剖视图;图3为本专利技术的另一个实施例的一种半导体器件的制造方法的示意性流程图。具体实施方式在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本专利技术发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是,本专利技术能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本专利技术教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。这里参考作为本专利技术的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述专利技术的实施例。这样,可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此,本专利技术的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状,而是包括由于例如制造导致的形状偏差。例如,显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度,而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样,通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此,图中显示的区实质上是示意性的,它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本专利技术的范围。为了彻底理解本专利技术,将在下列的描述中提出详细的步骤,以便阐释本专利技术提出的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如本文档来自技高网...
一种半导体器件的制造方法

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1:提供半导体衬底,在所述半导体衬底的表面上形成有定义有浅沟槽隔离结构的图案的硬掩膜层;步骤S2:在所述半导体衬底中形成浅沟槽隔离结构,其中,所述浅沟槽隔离结构的表面低于所述硬掩膜层的表面高于所述半导体衬底的表面;步骤S3:在所述浅沟槽隔离结构的表面上沉积形成先进材料层;步骤S4:去除所述硬掩膜层;步骤S5:去除所述先进材料层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1:提供半导体衬底,在所述半导体衬底的表面上形成有定义有浅沟槽隔离结构的图案的硬掩膜层;步骤S2:在所述半导体衬底中形成浅沟槽隔离结构,其中,所述浅沟槽隔离结构的表面低于所述硬掩膜层的表面高于所述半导体衬底的表面;步骤S3:在所述浅沟槽隔离结构的表面上沉积形成先进材料层;步骤S4:去除所述硬掩膜层;步骤S5:去除所述先进材料层。2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述步骤S2中,形成所述浅沟槽隔离结构的步骤包括:步骤S21:以图案化的所述硬掩膜层为掩膜,刻蚀部分所述半导体衬底形成沟槽;步骤S22:在所述硬掩膜层的开口中和所述沟槽中沉积形成浅沟槽隔离材料,并进行化学机械研磨,直到暴露所述硬掩膜层的表面;步骤S23:回蚀刻部分所述浅沟槽隔...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘焕新
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司中芯国际集成电路制造北京有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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