引入较低蚀刻速率的材料以形成T形SDB STI结构制造技术

本发明专利技术涉及引入较低蚀刻速率的材料以形成T形SDB STI结构，其提供一种在形成t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDB STI)结构期间引入具有较低蚀刻速率的单扩散中断(SDB)材料的方法。实施例包括在硅(Si)衬底中设置浅沟槽隔离(STI)区域；在该STI区域及该硅衬底上方形成硬掩膜；穿过该STI区域上方的该硬掩膜形成腔体，该腔体具有大于该STI区域的宽度的宽度；在该腔体中沉积具有低于高密度等离子体(HDP)氧化物的蚀刻速率的单扩散中断材料，以形成t形SDB STI结构；以及移除该硬掩膜。

Materials with low etch rate are introduced to form a T - shaped SDB STI structure

The present invention relates to the low etching rate material to form T shape SDB STI structure, which provides a shallow trench isolation in the formation of T type single diffusion interrupt (SDB STI) structure during the introduction of a single diffusion has low etching rate interrupt (SDB) materials. In an embodiment includes silicon (Si) substrate is shallow trench isolation (STI) region; forming a hard mask on top of the STI region and the silicon substrate; through the STI region above the hard mask to form a cavity, the cavity is larger than the width of the STI region; deposition in the cavity with below the high density plasma (HDP) etching rate of single oxide material diffusion interruption, to form a T shape SDB STI structure; and removing the hard mask.

【技术实现步骤摘要】
引入较低蚀刻速率的材料以形成T形SDBSTI结构
本专利技术涉及包括单扩散中断(singlediffusionbreak；SDB)的半导体装置的制造。本专利技术尤其适用于14纳米(nm)技术节点及以下的t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)结构的制造。
技术介绍
在半导体制造期间使用隔离结构来隔离设于半导体衬底上的众多材料。在这些隔离结构中，采用浅沟槽隔离(shallowtrenchisolation；STI)结构，因为所得沟槽可很好地适应小装置隔离面积。该浅沟槽隔离(STI)区域通过在硅(Si)衬底中蚀刻浅沟槽并接着用介电材料(例如氧化物)填充该沟槽来形成。类似地，单扩散中断(SDB)是一种用于技术扩展以在较小设计面积上获得相同功能的集成电路的技术。SDB可用以缩小电路面积，从而支持高密度集成电路的形成。通过使用位于该STI区域上方的高密度等离子体(highdensityplasma；HDP)氧化物来使该STI区域具有t形，从而形成该SDB。不过，当前的SDB制程因邻近该STI区域形成源/漏(S/D)腔体以后，保留于单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)侧壁上的有限硅(Si)而具有严重的刻面(facet)嵌入硅锗(eSiGe)及硅磷(eSiP)的问题。因此，需要在PFET腔体蚀刻期间能够保护该SDBSTI侧壁上的硅的方法以及所得装置。
技术实现思路
本专利技术的一个态样是一种方法，其包括使用与高密度等离子体(HDP)氧化物相比具有较低蚀刻速率的单扩散中断(SDB)材料。本专利技术的另一个态样是一种装置，其包括单扩散中断(SDB)材料以防止源/漏(S/D)腔体接触浅沟槽隔离(STI)。本专利技术的额外态样以及其它特征将在下面的说明中阐述，且本领域的普通技术人员在检查下文以后将在某种程度上清楚该些额外态样以及其它特征，或者该些额外态样以及其它特征可自本专利技术的实施中获知。本专利技术的优点可如所附权利要求中所特别指出的那样来实现和获得。依据本专利技术，一些技术效果可通过一种方法在某种程度上实现，该方法包括：在硅(Si)衬底中设置浅沟槽隔离(STI)区域；在该STI区域及该硅衬底上方形成硬掩膜；穿过该STI区域上方的该硬掩膜形成腔体，该腔体具有大于该STI区域的宽度的宽度；在该腔体中沉积具有低于高密度等离子体(HDP)氧化物的蚀刻速率的单扩散中断(SDB)材料，以形成t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)结构；以及移除该硬掩膜。另一个态样包括由氮(N)改性(modifying)的二氧化硅(SiO2)形成该SDB材料。其它态样包括该SDB材料具有在纯氧化物与氮化硅(SiN)的蚀刻速率之间的蚀刻速率比。又一个态样包括用10至40％的N改性该SiO2。另一个态样包括由碳(C)改性的SiO2形成该SDB材料。又一个态样包括该SDB材料具有在纯氧化物与碳化硅(SiC)的蚀刻速率之间的蚀刻速率比。另一个态样包括用1至15％的C改性该SiO2。另一个态样包括在垂直于该STI区域的该硅衬底中设置用STI材料填充的沟槽；在移除该硬掩膜以后，凹入该STI材料以形成硅鳍片，其中，凹入该STI材料以后，SDB的宽度大于该STI区域的宽度。其它态样包括该SDB层具有35纳米至90纳米(nm)的宽度。另一个态样包括在邻近该STI的各侧的该硅衬底中形成腔体；以及在该腔体中外延生长硅锗(eSiGe)或硅磷(eSiP)。其它态样包括该SDB层防止该腔体接触该STI。本专利技术的另一个态样是一种装置，其包括：具有鳍片(FINs)的硅衬底；位于该些鳍片之间的该衬底中的浅沟槽隔离(STI)材料；位于鳍片中并延伸进入下方硅衬底中的STI区域；具有低于高密度等离子体(HDP)氧化物的蚀刻速率的单扩散中断(SDB)材料，位于该STI上方以形成t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)结构；以及源/漏(S/D)区，位于该STI区域的相对侧上，该S/D通过硅与该STI区域隔开。该装置的态样包括该SDB层具有35纳米至90纳米的宽度。其它态样包括该SDB包括用N改性的SiO2，且该SDB具有在纯氧化物与SiN的蚀刻速率之间的蚀刻速率比。又一个态样包括该SiO2通过10至40％的N改性。另一个态样包括该SDB包括用C改性的SiO2，且该SDB材料具有在纯氧化物与SiC的蚀刻速率之间的蚀刻速率比。又一个态样包括该SiO2通过1至15％的C改性。另一个态样包括该SDB材料包括纯氮化物。本专利技术的另一个态样是一种方法，其包括：在硅(Si)衬底中设置浅沟槽隔离(STI)区域；在该STI区域及该硅衬底上方沉积硬掩膜氮化硅(HMSiN)材料以形成硬掩膜；在该硬掩膜的上表面上形成光阻；移除该硬掩膜的中心部分以形成开口；移除该光阻；通过该开口蚀刻该STI区域及该硅衬底，以在该STI区域上方形成腔体，该腔体具有大于该STI区域的宽度的宽度；在该腔体中沉积包括用氮(N)或碳(C)改性的二氧化硅(SiO2)或纯氮化物的单扩散中断(SDB)材料；向下平坦化该SDB材料至该硬掩膜，以形成t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)结构；以及移除该硬掩膜；在垂直于该STI区域的该硅衬底中设置用STI材料填充的沟槽；在移除该硬掩膜以后，凹入该STI材料以形成硅鳍片。本领域的技术人员从下面的详细说明中将很容易了解额外的态样以及技术效果，在该详细说明中，通过示例拟执行本专利技术的最佳模式来简单说明本专利技术的实施例。本领域的技术人员将意识到，本专利技术支持其它及不同的实施例，且其数个细节支持在各种显而易见的方面的修改，所有这些都不背离本专利技术。相应地，附图及说明将被看作示例性质而非限制。附图说明附图中的图形示例显示(而非限制)本专利技术，附图中类似的附图标记表示类似的元件，且其中：图1A至1G示意依据一个示例实施例显示用具有低于高密度等离子体(HDP)氧化物的蚀刻速率的单扩散中断(SDB)材料形成t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)结构的制程的序列步骤；以及图2A至2B示意依据一个示例实施例显示单扩散中断(SDB)材料防止源/漏(S/D)腔体接触浅沟槽隔离(STI)侧壁。具体实施方式在下面的说明中，出于解释目的，阐述许多具体细节来提供有关示例实施例的充分理解。不过，应当很清楚，可在不具有这些具体细节或者具有等同布置的情况下实施示例实施例。在其它情况下，以方块图形式显示已知的结构及装置，以避免不必要地模糊示例实施例。此外，除非另外指出，否则说明书及权利要求中所使用的表示组分的量、比例及数值属性，反应条件等的所有数字将被理解为通过术语“大约”在所有情况下被修饰。本专利技术处理并解决当前利用高密度等离子体(HDP)氧化物形成单扩散中断(SDB)所伴随的严重的刻面外延(epitaxial；EPI)生长的问题。依据本专利技术的实施例，通过用具有显着较低蚀刻速率的SDB材料替代该HDP氧化物来获得t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)结构。由于该SDB材料具有较慢的蚀刻速率，因此剩余SDB材料具有较大的横向宽度并能够在该源/漏(S/D)腔体蚀刻期间保护该浅沟槽隔离(STI)侧壁上的硅，其相应为后续S/D外延生长提供更加对称的种子层(seedlayer)。依据本专利技术的实施例的方法包括在硅(Si)衬底中设置浅沟槽隔离(STI)区域以及在该STI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在硅(Si)衬底中设置浅沟槽隔离(STI)区域；在该浅沟槽隔离区域及该硅衬底上方形成硬掩膜；穿过该浅沟槽隔离区域上方的该硬掩膜形成腔体，该腔体具有大于该浅沟槽隔离区域的宽度的宽度；在该腔体中沉积具有低于高密度等离子体(HDP)氧化物的蚀刻速率的单扩散中断(SDB)氧化物材料，以形成t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDB STI)结构；以及移除该硬掩膜。

【技术特征摘要】
2016.03.23 US 15/078,2471.一种方法，包括：在硅(Si)衬底中设置浅沟槽隔离(STI)区域；在该浅沟槽隔离区域及该硅衬底上方形成硬掩膜；穿过该浅沟槽隔离区域上方的该硬掩膜形成腔体，该腔体具有大于该浅沟槽隔离区域的宽度的宽度；在该腔体中沉积具有低于高密度等离子体(HDP)氧化物的蚀刻速率的单扩散中断(SDB)氧化物材料，以形成t形单扩散中断的浅沟槽隔离(SDBSTI)结构；以及移除该硬掩膜。2.如权利要求1所述的方法，包括由氮(N)改性的二氧化硅(SiO2)形成该单扩散中断材料。3.如权利要求2所述的方法，其中，该单扩散中断材料具有在纯氧化物与氮化硅(SiN)的蚀刻速率之间的蚀刻速率比。4.如权利要求2所述的方法，包括用10至40％的氮改性该二氧化硅。5.如权利要求1所述的方法，包括由碳(C)改性的二氧化硅(SiO2)形成该单扩散中断材料。6.如权利要求5所述的方法，其中，该单扩散中断材料具有在纯氧化物与碳化硅(SiC)的蚀刻速率之间的蚀刻速率比。7.如权利要求5所述的方法，包括用1至15％的碳改性该二氧化硅。8.如权利要求1所述的方法，包括由纯氮化物形成该单扩散中断材料。9.如权利要求1所述的方法，还包括：在垂直于该浅沟槽隔离区域的该硅衬底中设置用浅沟槽隔离材料填充的沟槽；在移除该硬掩膜以后，凹入该浅沟槽隔离材料以形成硅鳍片，其中，凹入该浅沟槽隔离材料以后，单扩散中断层的宽度大于该浅沟槽隔离区域的宽度。10.如权利要求9所述的方法，其中，该单扩散中断层的宽度为35至90纳米(nm)。11.如权利要求1所述的方法，还包括：在邻近该浅沟槽隔离的各侧的该硅衬底中形成腔体；以及在该腔体中外延生长硅锗(eSiGe)或硅磷(eSiP)。12.如权利要求11所述的方法，其中，该单扩散中断层防止该腔体接触该浅沟槽隔离。13.一种装置，包括：硅(Si)衬底，具有鳍片(FINs)；浅沟槽隔离(STI)材料，位于所述鳍片之间的该衬底中；...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建伟，吴旭升，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY