半导体器件的制造方法技术

半导体器件的制造方法，在用常规的方法形成浅沟隔离区（ＳＴＩ）和清洗之后，先经过一等离子体氧化步骤，在浅沟隔离区表面形成氧化保护层，以减少后续ＳｉＮ层缩回步骤中腐蚀剂对Ｓｉ层的损害。用这样的处理方法可以避免Ｓｉ层暴露面因腐蚀剂损害变毛糙而引起的漏电流增加和小器件电性发生偏移等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及浅沟隔离过程和清洗后对浅沟隔离区表面进行保护，可在用腐蚀剂适当缩回SiN层时保护Si表面平整而不被腐蚀剂影响。
技术介绍
在半导体器件的制造过程中，常见的STI(浅沟隔离)过程一般有如下步骤。首先，在硅基板上成长一垫氧化层(pad oxide)与一氮化硅层(nitride)，以微影过程定义隔离区后，依序进行垫氧化层pad oxide、氮化硅层nitride与浅沟槽蚀刻。一般沟槽的深度在300～700nm之间。之后在沟槽的内壁上以热氧法成长一氧化层内衬(liner)，以消除蚀刻所造成的损害。再以化学气相沉积(chemical vapor deposition或CVD)氧化层充填沟槽内，接着以化学机械研磨抛光(chemical-mechanical polishing或CMP)技术去除表面多出的材料，并以nitride作为研磨终止层(polish stop)，留下一平坦的表面。最后再将nitride及pad oxide去除，以进行后续制作步骤。上述沟槽的通孔中需要植入物体，形成导电栓，例如铜栓。为了能顺利植入，不形成空洞，一般可以将晶片投入例如H3PO4浴中，使腐蚀剂将SiN层向两边缩回，使开口角度变大。由于腐蚀剂对其他各层同样有蚀刻作用，这样操作的结果是Si层的表面粗糙不平，如图1所示。Si层表面粗糙可使漏电流增加，并且如果植入的是小器件会使之电性偏离。
技术实现思路
为了消除上述腐蚀剂对其他各层的损害，从而解决漏电流增加和小器件偏离的问题。本专利技术提出一种可适当缩回SiN层而保护其他各层的方法。本专利技术的目的在于，提供一种，本方法在常规的浅沟隔离(STI)过程和清洗之后，经过一等离子体氧化步骤，在浅沟隔离区表面形成氧化保护层，以减少后续SiN层缩回步骤中腐蚀剂对Si层的损害。在等离子体氧化之后，如图2所示，SiN层表面形成SiOxNy，Si表面形成SiO2。此时将晶片放入例如H3PO4浴中的话，由于各层的腐蚀速率不同，SiOxNy和SiN层被腐蚀的速率远高于SiO2被腐蚀的速率(SiOxNy和SiN腐蚀速率约为60/分钟，SiO2腐蚀速率约为1/分钟)。故可保证SiOxNy和SiN层被腐蚀到合适程度前，Si层表面可被其上的SiO2层保护住。同时，SiO2保护层的厚度是由SiN层被腐蚀去除的量决定的，也就是说SiO2保护层的厚度决定于SiN层去除过程的持续时间。在等离子体氧化(plasma oxidation)过程中，应当注意必须用柔性等离子(soft plasma)方法，不能造成等离子体损害(plasma damage)。在这样的要求下，即形成的保护层要薄(10～100)，处理温度不高于650℃，也可选用其他方法。例如ALD oxidation(原子层沉积氧化层)等。这样做的好处是可以在短时间和低温度下完成，缩减热力学预算等等费用而提高生产力。附图说明图1是用常规的用H3PO4浴处理缩回SiN层的示意图；图2是本专利技术加上氧化膜保护层后用H3PO4浴处理缩回SiN层的示意图。具体实施例方式以下参见附图2具体描述本专利技术的实施例，以更充分地理解本专利技术的上述目的、其他目的，和本专利技术的优点。在硅基板上成长一垫氧化层(pad oxide)与一氮化硅层(nitride)，以微影过程定义隔离区后，依序进行垫氧化层(pad oxide)、氮化硅层(nitride)与浅沟槽蚀刻等步骤形成浅沟隔离区和清洗之后，将晶片放入一隔室中作等离子氧化处理(可以是单片或者批量)，使Si的暴露面形成厚于10的SiO2，而SiN的暴露面同样形成一薄层的SiOxNy层，条件为功率不大于250W，自由基(radical)能量不大于10eV。这里SiO2保护层的的厚度是基于SiN去除过程持续时间的。之后将晶片用磷酸浴处理，等SiN层去除缩回到适当程度时停止磷酸浴。由于SiO2层的保护，Si表面不会因为磷酸处理而变粗糙。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术的范围内。本专利技术要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，其特征是，在用常规的方法形成浅沟隔离区（ＳＴＩ）和清洗之后，先经过一等离子体氧化步骤，在浅沟隔离区表面形成氧化保护层，以减少后续ＳｉＮ层缩回步骤中腐蚀剂对Ｓｉ层的损害。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征是，在用常规的方法形成浅沟隔离区(STI)和清洗之后，先经过一等离子体氧化步骤，在浅沟隔离区表面形成氧化保护层，以减少后续SiN层缩回步骤中腐蚀剂对Si层的损害。2.如权利要求1所述的制造方法，其中等离子体氧化步骤的条件为功率不大于250W，自由基(radical)能...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]