一种改善阱注入前光刻胶残留的方法技术

本发明专利技术提供了一种改善阱注入前光刻胶残留的方法，包括以下步骤：a)在硅衬底上沉积氮化物，得到沉积有氮化层的硅衬底；b)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行离子氧化处理，得到处理后的硅衬底；c)将步骤b)得到的处理后的硅衬底进行光刻工艺，得到阱注入前的硅芯片。与现有技术相比，本发明专利技术采用离子氧化处理，使氮化层和氧离子反应，表面的氮化硅会被氧化成为SiO2产物，从而使氮化层表面的电性被中和；再进行光刻工艺，涂光刻胶，由于氮化层表面被氧化物层保护，避免光刻胶产生稳定的甲烷硅脂基团，实现氮化硅表面不会残留光刻胶；并且本发明专利技术提供的改善阱注入前光刻胶残留的方法简单、高效，适用于直接在氮化物表面进行光刻工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种改善阱注入前光刻胶残留的方法
本专利技术涉及半导体
，更具体地说，是涉及一种改善阱注入前光刻胶残留的方法。
技术介绍
现有的半导体结构的制作方法通常包括以下步骤：(1)提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成氧化硅层和氮化硅层；(2)在所述半导体衬底中形成浅沟槽，在所述浅沟槽中填充浅沟槽隔离层；(3)去除所述氮化硅层，对所述氧化硅层进行厚度调整工艺；(4)进行光刻工艺，所述光刻工艺为后续阱离子注入形成光刻胶层；(5)以所述光刻胶层为掩膜，进行阱离子注入工艺。然而，科研人员发现现有技术的阱离子注入前，氧化硅层表面残留有光刻胶，影响阱离子注入工艺的进行，从而影响最终形成的半导体器件的良率。公开号为CN104882362A的中国专利公开了一种氧化硅层清洗工艺及改善阱注入前光刻胶残留的方法，具体包括以下步骤：(1)利用氢氟酸溶液对所述氧化硅层进行厚度调整，去除部分氧化硅层；(2)利用氨水与双氧水的溶液对厚度调整之后的氧化硅层的表面进行颗粒物去除步骤；(3)进行清洗步骤，将所述去除步骤中在氧化硅层表面形成的氨盐去除；从而消除氨盐对后续的阱注入前的光刻胶残留问题。目前，直接在氮化物表面进行光刻工艺相比传统光刻工艺具有显著优势：在实际中，通常会在COMS注入PIMP来进行对器件开启电压的调节，且一般情况下会注入P、B等元素；而B元素在Si中的溶解度小于SiO2(氧化层)中的溶解度，但是却很难在氮化物中溶解；因此，在硅衬底上直接采用氮化物作为隔离能够有效防止B元素扩散出来，有利于光刻工艺的进行。但是，现有技术公开的改善阱注入前光刻胶残留的方法不适用于直接在氮化物表面进行光刻工艺。通过实际应用发现，在去除光刻胶的过程后，氮化硅表面依然会残留光刻胶，既影响后续对氮化物厚度的调整，又影响阱离子注入工艺的进行，从而影响最终形成的半导体器件的良率。此外，现有技术公开的改善阱注入前光刻胶残留的方法实际为化学湿法，需要经过多次的腐蚀和清洗，并且配制酸浓度、工艺顺序均会对实验结果产生影响，操作复杂、耗时较长且效率低下。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种改善阱注入前光刻胶残留的方法，能够使氮化硅表面不会残留光刻胶，且方法简单、高效。本专利技术提供了一种改善阱注入前光刻胶残留的方法，包括以下步骤：a)在硅衬底上沉积氮化物，得到沉积有氮化层的硅衬底；b)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行离子氧化处理，得到处理后的硅衬底；c)将步骤b)得到的处理后的硅衬底进行光刻工艺，得到阱注入前的硅芯片。优选的，步骤a)中所述沉积氮化物的方式为低压化学气相沉积。优选的，所述低压化学气相沉积的反应源气体为二氯氢硅和氨气；所述二氯氢硅和氨气的体积比为1：(3～6)。优选的，所述低压化学气相沉积的沉积温度为710℃～780℃，沉积时间为18s～25s，反应压力为250mtorr～300mtorr。优选的，步骤b)中所述离子氧化处理具体包括以下步骤：b1)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行预氧化，得到预氧化后的硅衬底；b2)将步骤b1)得到的预氧化后的硅衬底进行离子氧化，得到处理后的硅衬底。优选的，步骤b1)中所述预氧化的过程具体为：在RF100W～300W，压力300mtorr～400mtorr下通入O21s～4s进行预氧化。优选的，步骤b2)中所述离子氧化的过程具体为：在RF2500W～3000W，压力300mtorr～400mtorr下通入O240s～45s进行离子氧化。优选的，步骤b)中所述离子氧化处理在真空或惰性气氛下进行。优选的，所述惰性气氛为氮气、氦气、氩气、氪气、氙气和氡气中的一种或多种。优选的，步骤c)中所述光刻工艺所用的光刻胶为有机溶剂；所述有机溶剂选自重氮醌类化合物中的一种或多种。本专利技术提供了一种改善阱注入前光刻胶残留的方法，包括以下步骤：a)在硅衬底上沉积氮化物，得到沉积有氮化层的硅衬底；b)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行离子氧化处理，得到处理后的硅衬底；c)将步骤b)得到的处理后的硅衬底进行光刻工艺，得到阱注入前的硅芯片。与现有技术相比，本专利技术采用离子氧化处理，使氮化层和氧离子反应，表面的氮化硅会被氧化成为SiO2产物，从而使氮化层表面的电性被中和；再进行光刻工艺，涂光刻胶，由于氮化层表面被氧化物层保护，避免光刻胶产生稳定的甲烷硅脂基团，实现氮化硅表面不会残留光刻胶；并且本专利技术提供的方法简单、高效，适用于直接在氮化物表面进行光刻工艺。附图说明图1为本专利技术实施例未通过离子氧化处理，经光刻工艺残留光刻胶的原理图；图2为本专利技术实施例通过离子氧化处理后，经光刻工艺不残留光刻胶的原理图；图3为本专利技术实施例1未通过离子氧化处理，经光刻工艺残留光刻胶的硅芯片表面SEM照片；图4为本专利技术实施例1通过离子氧化处理后，经光刻工艺不残留光刻胶的硅芯片表面SEM照片；图5为本专利技术实施例1的氮化层在预氧化处理前后的电位关系曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种改善阱注入前光刻胶残留的方法，包括以下步骤：a)在硅衬底上沉积氮化物，得到沉积有氮化层的硅衬底；b)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行离子氧化处理，得到处理后的硅衬底；c)将步骤b)得到的处理后的硅衬底进行光刻工艺，得到阱注入前的硅芯片。本专利技术首先在硅衬底上沉积氮化物，得到沉积有氮化层的硅衬底。在本专利技术中，所述硅衬底为本领域技术人员熟知的用于制备半导体的衬底，本专利技术对此没有特殊限制。在本专利技术中，所述沉积氮化物的方式优选为低压化学气相沉积；本专利技术采用低压化学气相沉积制备氮化物(Si3N4)薄膜，具有重复性好、沉积的氮化层均匀性好等优点。本专利技术对所述低压化学气相沉积的设备没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的LPCVD工艺设备即可。在本专利技术中，所述低压化学气相沉积的反应源气体优选为二氯氢硅(SiH2Cl2)和氨气(NH3)；具体反应方程式如下：3SiH2Cl2(气)+4NH3(气)→Si3N4(固)+6H2(气)；在本专利技术中，所述二氯氢硅和氨气的体积比优选为1：(3～6)，更优选为1：(4～5)。在本专利技术中，所述低压化学气相沉积的沉积温度优选为710℃～780℃，更优选为730℃～760℃；所述低压化学气相沉积的沉积时间优选为18s～25s，更优选为20s～23s；所述低压化学气相沉积的反应压力优选为250mtorr～300mtorr，更优选为270mtorr～290mtorr。得到所述沉积有氮化层的硅衬底后，本专利技术将得到的沉积有氮化层的硅衬底进行离子氧化处理，得到处理后的硅衬底。在本专利技术中，如果将所述沉积有氮化层的硅衬底直接进行光刻工艺，由于所述氮化层表面电性为正，其能够同光刻胶发生反应，产生非常稳定的基团——甲烷硅脂，从而很难去除；本专利技术实施例未通过离子氧化处理，经光刻工艺残留光刻胶的原理图参见图1所示。本专利技术采用离子氧化处理，使氮化层和氧离子反应，表面的氮化硅会被氧化成为SiO2产物(氧化物层)，从而使氮化层表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善阱注入前光刻胶残留的方法，包括以下步骤：a)在硅衬底上沉积氮化物，得到沉积有氮化层的硅衬底；b)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行离子氧化处理，得到处理后的硅衬底；c)将步骤b)得到的处理后的硅衬底进行光刻工艺，得到阱注入前的硅芯片。

【技术特征摘要】
1.一种改善阱注入前光刻胶残留的方法，包括以下步骤：a)在硅衬底上沉积氮化物，得到沉积有氮化层的硅衬底；b)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行离子氧化处理，得到处理后的硅衬底；c)将步骤b)得到的处理后的硅衬底进行光刻工艺，得到阱注入前的硅芯片。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述沉积氮化物的方式为低压化学气相沉积。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低压化学气相沉积的反应源气体为二氯氢硅和氨气；所述二氯氢硅和氨气的体积比为1：(3～6)。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低压化学气相沉积的沉积温度为710℃～780℃，沉积时间为18s～25s，反应压力为250mtorr～300mtorr。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述离子氧化处理具体包括以下步骤：b1)将步骤a)得到的沉积有氮化层的硅衬底进行预氧化，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯婧文，李春龙，霍宗亮，叶甜春，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11