形成半导体器件的隔离层的方法技术

一种形成半导体器件的隔离层的方法，该方法能防止用作隔离层的氧化层的异常生长，减少有源区应力的产生，从而提高器件的特性。形成包括衬底上的有源区和使有源区相互隔离的器件隔离区的半导体器件的隔离层的方法包括：在半导体衬底的有源区上形成氮化层；在器件隔离区的周边部分，在半导体衬底中形成预定深度的槽；以及用氮化物材料填充该槽，并进行场氧化工艺。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件的隔离层，特别涉及一种能防止用作隔离层的氧化层的异常生长、减少有源区中应力的产生的形成半导体器件隔离层的方法，用于提高器件的特性。下面将参照附图讨论形成半导体器件的隔离层的常规方法。附图说明图1a-1f是表示形成半导体器件的隔离层的常规方法的各工艺步骤的剖面图。常规方法利用借助氮化物侧壁的LOCOS(硅局部氧化)工艺形成隔离层。如图1a所示，在半导体衬底1上，形成基层氧化层2，其上淀积有第一氮化层3。参见图1b，在第一氮化层3上涂敷光致抗蚀剂层，并构图，以便只除去器件隔离区上的光致抗蚀剂层。用其余的光致抗蚀剂层作掩模，腐蚀暴露的第一氮化层3和其下的基层氧化层2，然后除去用作掩模的其余光致抗蚀剂层。参见图1c，在衬底1的暴露表面上，形成薄氧化层4a。然后，在包括薄氧化层4a的整个表面上淀积第二氮化层，并对它进行深腐蚀，由此在第一氮化层3的侧边上形成氮化物侧壁5。参见图1d，用第一氮化层3和氮化物侧壁5作掩模，腐蚀暴露的薄氧化层4a和其下的衬底表面。如图1e所示，氧化衬底1的暴露表面，形成另一薄氧化层4b，然后进行场离子注入工艺。此时，用薄氧化层4b来消除进行场离子注入工艺时在衬底1中产生的应力。随后，用第一氮化层3和氮化物侧壁5作掩模，进行场氧化工艺，由此形成场氧化层6。然后，除去第一氮化层3、氮化物侧壁5和基层氧化层2。在根据上述方法形成器件隔离层的工艺中，借助氮化物侧壁5来进行LOCOS工艺。为了防止场氧化层6的异常生长，例如，产生鸟嘴，要腐蚀场氧化区里的衬底1。在与上述工艺相同的腐蚀工艺中，在衬底1中形成一槽，并进行场氧化工艺。如图1f所示，在场氧化层6的周边部分和衬底1之间产生了台阶覆盖。因此，由第一场掩模限定的有源区可以防止场氧化层的异常生长。在常规方法中，所限定的有源区可以防止隔离层的场氧化层的异常生长。但是，由于形成的场氧化层的周边部分处于比衬底的表面位置低的位置，所以穿越场氧化层的周边部分的栅线会在接下来的步骤中产生台阶覆盖，因而会影响器件的特性。台阶覆盖的产生影响了器件的平面化，所以也就影响了金属布线。而且，由于场氧化层的周边部分在比衬底表面低的部位形成，所以该周边部分会导致工艺容差的减小，因而难以加工处理。另外，由于在场氧化工艺中氮化物侧壁延向上伸至衬底的侧边，衬底要承受很大应力，因而会使器件的电特性退化。因此，本专利技术旨在提供一种，该方法通过防止用作隔离层的氧化层的异常生长，及消除有源区中产生的应力，适于提高器件特性，基本上能解决由于现有技术的局限和缺点所造成的一个或多个问题。下面的说明将清楚地显示本专利技术的其它特点和优点，其中一部分通过下面的说明显现出来，或通过实施本专利技术了解到。由以下的书面说明和权利要求书以及附图所特别指出的结构可以实现本专利技术的目的，并获得其它优点。为了实现本专利技术的这些和其它优点，根据本专利技术的目的，正如所概括和所概要说明的那样，形成包括衬底上的有源区和使有源区相互隔离的器件隔离区的半导体器件的隔离层的方法包括在半导体衬底的有源区上形成氮化层；在器件隔离区的周边部分，在半导体衬底中形成预定深度的槽；以及用氮化物材料填充该槽，并进行场氧化工艺。应该明白，上述的概括说明和以下的详细说明皆是例证性和说明性的，旨在对所申请的专利技术作进一步地说明。通过以下参照各附图的详细说明，会更容易地理解本专利技术的这些和各其它目的、特点和优点，其中图1a-1f是表示形成半导体器件的隔离层的常规方法的各步骤的剖面图；图2a-2j是表示本专利技术的优选实施例形成半导体器件隔离层的方法的剖面图。下面将参照各附图所示的实例详细说明本专利技术的优选实施例。图2a-2f是示出了根据本专利技术的优选实施例形成半导体器件隔离层的方法。首先，参见图2a，在半导体衬底20上，形成基层氧化层21，在其上淀积有第一氮化层22。接着，参见图2b，选择地腐蚀器件隔离区上的第一氮化层22和基层氧化层21，直到露出衬底20的表面为止，由此形成一槽。然后，在包括露出的衬底20的第一氮化层22的整个表面上形成多晶硅层23。随后，在多晶硅层23上形成SOG层24，然后进行深腐蚀，，只留下槽中的SOG层24，如图2c所示。在形成槽的器件隔离区之上的周边部分，腐蚀衬底20预定深度的方法有两种。一种方法是，用SOG层24和第一氮化层22作掩模，腐蚀暴露的多晶硅层23，以暴露衬底20，如图2d所示。接着，除去SOG层24，然后，深腐蚀暴露的多晶硅层23和衬底20，在衬底20中形成槽，如图2e和2f所示。另一方法参见图2d′，是用SOG层24作掩模，腐蚀暴露的多晶硅层23，暴露第一氮化层22。然后，用暴露的第一氮化层22和SOG层24作掩模，以预定深度腐蚀暴露的多晶硅层23和衬底。接着，除去其余的SOG层24和多晶硅层23，如图2e′和2f所示。按上述两方法的任一种，如图2f所示，在器件隔离区的周边部分，在衬底20中形成预定深度的槽，然后在包括该槽的衬底20表面上形成薄氧化层25。接着，在器件隔离区上进行场离子注入工艺，然后在包括器件隔离区的整个表面上形成第二氮化层26。参见图2h，深腐蚀第二氮化层26，以便在第一氮化层22的侧边上形成氮化物侧壁27。参见图2i，用第一氮化层22和氮化物侧壁27作掩模，进行场氧化工艺，形成第一场氧化层28。然后除去第一氮化层22、氮化物侧壁27以及第一氮化层22下的基层氧化层21。参见图2j，用化学汽相淀积(CVD)法，在包括除去了氮化物侧壁27的槽部分的整个表面上形成氧化层。然后深腐蚀氧化层，以形成第二场氧化层29，掩埋槽部分。总之，腐蚀器件隔离区的周边部分的衬底20预定深度，然后在腐蚀部分上形成氮化物侧壁27。接着，用氮化物侧壁27作掩模进行场氧化工艺。本专利技术的方法有以下优点。首先，它可以防止由于场氧化工艺期间O2进入有源区而形成比衬底表面低的器件隔离区的周边部分。第二，可以消除在槽侧边产生的应力，所以可以防止槽的侧边充当漏电流的源。第三，可以防止鸟嘴的产生，所以关于基层氧化层厚的工艺容差增大。显然，在不脱离本专利技术的精神实质或范围的情况下，本领域的普通技术人员可以针对本专利技术作出各种改型和变化。但是，本专利技术将覆盖这些会落入权利要求书及其延伸的范围内的改型和变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成半导体器件的隔离层的方法，该半导体器件包括衬底上的有源区和使有源区相互隔离的器件隔离区，该方法包括以下步骤： 在半导体衬底的各有源区上形成氮化层； 在具有有源区的器件隔离区的周边部分，在半导体衬底中形成预定深度的槽；以及 用氮化物填充该槽，并进行场氧化工艺。

【技术特征摘要】
KR 1996-11-6 52218/961.一种形成半导体器件的隔离层的方法，该半导体器件包括衬底上的有源区和使有源区相互隔离的器件隔离区，该方法包括以下步骤在半导体衬底的各有源区上形成氮化层；在具有有源区的器件隔离区的周边部分，在半导体衬底中形成预定深度的槽；以及用氮化物填充该槽，并进行场氧化工艺。2.根据权利要求1的方法，其中，填充在槽中的氮化物形成侧壁。3.根据权利要求1的方法，其中，在场氧化工艺后，除去氮化物，由氧化层填充除去了氮化物的区域。4.一种形成半导体器件的隔离层的方法，该方法包括以下步骤在半导体衬底上连续形成基层氧化层和第一氮化层，并选择地腐蚀第一氮化层和基层氧化层；在包括露出的衬底的第一氮化层的整个表面上，连续地形成多晶硅层和SOG层，并深腐蚀SOG层，以便只留下器件隔离区之上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭河，
申请(专利权)人：LG半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]