局部氧化工艺的优化方法技术

本发明专利技术实施例提供一种局部氧化工艺的优化方法。该方法包括：在衬底上生长垫氧化层，在所述垫氧化层上生长氮化硅层；对部分所述垫氧化层和所述氮化硅层进行光刻、刻蚀处理，以露出所述衬底，使露出的所述衬底的上表面对应形成L形空槽和U形空槽；沿着所述L形空槽和所述U形空槽分别刻蚀掉预设深度的所述衬底；对所述L形空槽和所述U形空槽露出的所有所述衬底进行氧化生成场氧化层。本发明专利技术实施例通过L形空槽和U形空槽之间的衬底被氧化的过程中，同时向L形空槽和U形空槽膨胀，减小了L形空槽中垂直方向的衬底和水平方向的衬底之间由于膨胀造成的夹角变化，避免出现较大的场氧化层凹坑，并防止多晶硅断裂。

Optimization of partial oxidation process

The embodiment of the invention provides a method for optimizing local oxidation process. The method comprises: growing a pad oxide layer on a substrate, growing a silicon nitride layer on the pad oxide layer; processing on the part of the pad oxide layer and the silicon nitride layer by photolithography, etching to expose the substrate, the upper surface corresponding to the substrate exposed to the formation of L shaped empty slot and U shaped empty slot; along the L - shaped empty slot and the U shaped hollow groove are etched from the substrate to the preset depth; the L shaped empty slot and the all the substrate U shaped empty slot exposed were oxidized to field oxide layer. The embodiment of the invention of L shaped substrate between the empty slot and U - shaped empty slot is oxidized in the process, at the same time to the L shaped empty slot and U shaped empty slot expansion between the substrate to reduce the vertical L - shaped empty slot in the horizontal direction of the substrate and the angle change caused by swelling, avoid large field oxide pits, and prevent fracture of polycrystalline silicon.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种局部氧化工艺的优化方法。
技术介绍
在互补式金属氧化物半导体器件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)制造工艺中，硅的局部氧化(Local Oxidation of Silicon，简称LOCOS)工艺通常具有隔离器件的作用。现有技术中硅的局部氧化工艺包括如下步骤：1)如图1所示，在衬底1上生长垫氧化层2，在垫氧化层2上生长氮化硅层3；2)在氮化硅层3上涂光阻作为掩膜，通过有源层的光刻工艺对垫氧化层2和氮化硅层3进行刻蚀以露出一部分衬底1，形成如图2所示的半导体器件剖面示意图；3)如图3所示，对露出的衬底1进行氧化生成场氧化层5，经过氧化后图2中露出的垂直方向的衬底1和水平方向的衬底1之间的夹角对应形成图3中的场氧化层凹坑6。由于场氧化层凹坑6较大，导致后续光刻工艺中进入场氧化层凹坑6的光阻不易去除，以及刻蚀过程中进入场氧化层凹坑6的多晶硅不易被刻蚀掉形成残留，同时如果场氧化层凹坑6较深还会导致多晶硅断裂。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种局部氧化工艺的优化方法，以避免出现较大的场氧化层凹坑，防止多晶硅断裂。本专利技术实施例的一个方面是提供一种局部氧化工艺的优化方法，包括：在衬底上生长垫氧化层，在所述垫氧化层上生长氮化硅层；对部分所述垫氧化层和所述氮化硅层进行光刻、刻蚀处理，以露出所述衬底，使露出的所述衬底的上表面对应形成L形空槽和U形空槽；沿着所述L形空槽和所述U形空槽分别刻蚀掉预设深度的所述衬底；对所述L形空槽和所述U形空槽露出的所有所述衬底进行氧化生成场氧化层。本专利技术实施例提供的局部氧化工艺的优化方法，通过对垫氧化层和氮化硅层进行光刻、刻蚀处理，露出衬底，使露出的衬底的上表面形成L形空槽和U形空槽，并沿着L形空槽和U形空槽分别刻蚀掉预设深度的衬底，对L形空槽和U形空槽露出的所有衬底进行氧化生成场氧化层，使得L形空槽和U形空槽之间的衬底被氧化的过程中，同时向L形空槽和U形空槽膨胀，减小了L形空槽中垂直方向的衬底和水平方向的衬底之间由于膨胀造成的夹角变化，避免出现较大的场氧化层凹坑，并防止多晶硅断裂。附图说明图1为现有技术中半导体器件的剖面示意图；图2为现有技术中半导体器件的剖面示意图；图3为现有技术中半导体器件的剖面示意图；图4为本专利技术实施例提供的局部氧化工艺的优化方法流程图；图5为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图；图6为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图；图7为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图；图8为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图；图9为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图。具体实施方式图4为本专利技术实施例提供的局部氧化工艺的优化方法流程图；图5为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图；图6为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图；图9为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图。本专利技术实施例针对场氧化层凹坑较大，提供了局部氧化工艺的优化方法，该方法具体步骤如下：步骤S101、在衬底上生长垫氧化层，在所述垫氧化层上生长氮化硅层；如图1所示，在衬底1上生长垫氧化层2，在垫氧化层2上生长氮化硅层3，衬底1具体为硅衬底，垫氧化层2的成份为二氧化硅。步骤S102、对部分所述垫氧化层和所述氮化硅层进行光刻、刻蚀处理，以露出所述衬底，且剩余的所述垫氧化层和所述氮化硅层构成第一极和第二极，露出的所述衬底的上表面形成L形空槽和U形空槽，所述L形空槽和所述U形空槽之间为所述第一极，所述第一极和所述第二极之间为所述U形空槽；所述对所述垫氧化层和所述氮化硅层进行光刻、刻蚀处理包括：在所述氮化硅层上涂光阻；通过有源层的光刻工艺，对所述垫氧化层和所述氮化硅层进行刻蚀。基于图1，在氮化硅层3上涂光阻4，光阻4为掩膜，通过有源层的光刻工艺，对垫氧化层2和氮化硅层3进行刻蚀，形成L形空槽50和U形空槽51，L形空槽50和U形空槽51之间是刻蚀后剩余的一部分光阻4、垫氧化层2和氮化硅层3构成的第一极，剩余的另一部分光阻4、垫氧化层2和氮化硅层3构成第二极，第一极和第二极之间为U形空槽51，执行步骤S102后的半导体器件的剖面示意图如图5所示。步骤S103、沿着所述L形空槽和所述U形空槽分别刻蚀掉预设深度的所述衬底；如图6所示，沿着L形空槽50和U形空槽51分别向下刻蚀掉预设深度为h的衬底1。步骤S104、对所述L形空槽和所述U形空槽露出的所有所述衬底进行氧化生成场氧化层。对L形空槽50中露出的垂直方向的衬底、水平方向的衬底，以及U形空槽51露出的垂直方向的衬底、水平方向的衬底进行氧化生成场氧化层5，场氧化层5的成份为二氧化硅，与垫氧化层2的成份相同。执行步骤S104后的半导体器件的剖面示意图如图9所示，由于场氧化层5和垫氧化层2的成份相同，所以不区分场氧化层5和垫氧化层2的界线，另外，经过步骤S104的氧化处理后图6中L形空槽50露出的垂直方向的衬底1和水平方向的衬底1之间的夹角对应形成图9中的场氧化层凹坑7。本专利技术实施例通过对垫氧化层和氮化硅层进行光刻、刻蚀处理，露出衬底，使露出的衬底的上表面形成L形空槽和U形空槽，并沿着L形空槽和U形空槽分别刻蚀掉预设深度的衬底，对L形空槽和U形空槽露出的所有衬底
进行氧化生成场氧化层，使得L形空槽和U形空槽之间的衬底被氧化的过程中，同时向L形空槽和U形空槽膨胀，减小了L形空槽中垂直方向的衬底和水平方向的衬底之间由于膨胀造成的夹角变化，避免出现较大的场氧化层凹坑，并防止多晶硅断裂。图7为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图；图8为本专利技术实施例提供的半导体器件的剖面示意图。在上述实施例的基础上，所述预设深度h、所述U形空槽的宽度n，以及所述L形空槽与所述U形空槽之间所述衬底的宽度m满足条件m<2h,n<2h。如图6所示，步骤S103中刻蚀掉的衬底1的预设深度为h，U形空槽51的宽度为n，L形空槽50和U形空槽51之间露出的衬底的宽度为m，该三个物理量之间的大小满足条件m<2h,n<2h。所述U形空槽包括第一U形空槽和第二U形空槽。所述第一U形空槽和第二U形空槽的宽度相同。如图7所示，上述实施例中的U形空槽包括第一U形空槽511和第二U形空槽512，第一U形空槽511和第二U形空槽512的宽度可以相同，可以不同，本专利技术实施例优选两者相同。所述预设深度h、所述第一U形空槽的宽度n，以及所述L形空槽与所述第一U形空槽之间所述衬底的宽度m满足条件m<2h,n<2h；所述预设深度h、所述第二U形空槽的宽度n，以及所述第一U形空槽与所述第二U形空槽之间所述衬底的宽度m满足条件m<2h,n<2h。如图8所示，步骤S103中刻蚀掉的衬底1的预设深度为h，第一U形空槽511的宽度为n，L形空槽50和第一U形空槽511之间露出的衬底的宽度为m，该三个物理量之间的大小满足条件m<2h,n<2h；步骤S103中刻蚀掉的衬底1的预设深度为h，第二U形空槽512的宽度为n，第一U形空槽511和第二U形空槽512之间露出的衬底的宽度为m，该三个物理量之间的大小满足条件m<2h,n<2h。所述沿着所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部氧化工艺的优化方法，其特征在于，包括：在衬底上生长垫氧化层，在所述垫氧化层上生长氮化硅层；对部分所述垫氧化层和所述氮化硅层进行光刻、刻蚀处理，以露出所述衬底，使露出的所述衬底的上表面对应形成L形空槽和U形空槽；沿着所述L形空槽和所述U形空槽分别刻蚀掉预设深度的所述衬底；对所述L形空槽和所述U形空槽露出的所有所述衬底进行氧化生成场氧化层。

【技术特征摘要】
1.一种局部氧化工艺的优化方法，其特征在于，包括：在衬底上生长垫氧化层，在所述垫氧化层上生长氮化硅层；对部分所述垫氧化层和所述氮化硅层进行光刻、刻蚀处理，以露出所述衬底，使露出的所述衬底的上表面对应形成L形空槽和U形空槽；沿着所述L形空槽和所述U形空槽分别刻蚀掉预设深度的所述衬底；对所述L形空槽和所述U形空槽露出的所有所述衬底进行氧化生成场氧化层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设深度h、所述U形空槽的宽度n，以及所述L形空槽与所述U形空槽之间所述衬底的宽度m满足条件m<2h,n<2h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述U形空槽包括第一U形空槽和第二U形空槽。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一U形空槽和第二U形空槽的宽度相同。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设深度h、所述第一U形空槽的宽度n，以及所述L形空槽与所述第一U形空槽之间所述衬底的宽度m满足条件m<2h,n<2h；所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：马万里，闻正锋，任春红，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11