一种可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法技术

本发明专利技术提供了一种可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，其制作在硅衬底上。现有技术在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层后还进行高温退火致使热应力加剧，从而使制成的沟槽隔离结构产生边角损伤。本发明专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法先在该硅衬底上制作隔离氧化层、保护阻挡层；接着光刻并刻蚀出隔离沟槽；然后在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层；之后通过化学气相沉积工艺填充该隔离沟槽；最后进行化学机械抛光工艺以形成沟槽隔离结构。采用本发明专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法可大大减少沟槽隔离结构的边角损伤，大大提高沟槽隔离结构的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沟槽隔离结构制造工艺，尤其涉及 一 种可减少边角损伤的沟槽 隔离结构制作方法。
技术介绍
在制造半导体器件时，需通过沟槽隔离结构(现通常使用浅沟槽隔离结构(STI))将半导体器件所具有的多个元件分割开来。现有技术中沟槽隔离结构 的制作方法包括以下步骤a、在制作该半导体器件的硅衬底上制作隔离氧化层； b、在隔离氧化层上制作保护阻挡层；c、光刻并刻蚀出隔离沟槽；d、在隔离沟 槽壁上制作隔离氧化层；e、进行高温退火，退火温度为1100度，时间为120 分钟；f、通过高密度等离子体化学气相沉积工艺(HDP CVD)填充该隔离沟槽； g、进行化学机械抛光工艺(CMP)以形成沟槽隔离结构。该沟槽隔离结构1易在边角处产生缺口 10 (为简化图示及说明，图1中并未列 出隔离氧化层和保护阻挡层)，产生缺口 10的原因疑为步骤g中的CMP压力过 大或抛光速度过快，但降低了步骤g中的CMP的压力和抛光速度后，沟槽隔离 结构的边角损伤并没有明显改善，如此产生损伤的原因就只能归结为晶圆内部 的热应力了。因热应力在不同材料交界处和不平坦面上更明显，故影响沟槽隔 离结构产生边角损伤的热应力主要来源于上述步骤d和e,其中，步骤d为制造 沟槽隔离结构的必要步骤，故只能通过对步骤e的更改来解决沟槽隔离结构边 角损伤的问题。因此，如何提供以有效解决 沟槽隔离结构的边角损伤问题，已成为业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，通过所述方法可减少沟槽隔离结构的边角损伤，并可大大提高沟槽隔离结构的质量。本专利技术的目的是这样实现的 一种可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方 法，该沟槽隔离结构制作在硅衬底上，该制作方法包括以下步骤(l)在该硅 衬底上制作隔离氧化层；(2 )在隔离氧化层上制作保护阻挡层；(3 )光刻并 刻蚀出隔离沟槽；(4)在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层；(5)通过化学气相 沉积工艺填充该隔离沟槽；(6)进行化学机械抛光工艺以形成沟槽隔离结构。在上述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中，在步骤(1)和(4) 中，均在氧化炉中通过干氧化工艺制作该隔离氧化层，氧化温度为1000度，氧 化时间为30至40分钟。在上述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中，在步骤(1)和步骤 (4)中，该隔离氧化层的厚度均为90至100埃。在上述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中，在步骤(5)中，通 过化学气相沉积工艺向该隔离沟槽中填充磷硅玻璃或无掺杂硅玻璃。在上述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中，在步骤(5)中，通过高密度等离子体化学气相沉积工艺填充该隔离沟槽。在上述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中，该保护阻挡层为氮化硅层。在上述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中，在炉管中通过低压 化学气相沉积工艺沉积该氮化硅层，该氮化硅层厚度范围为1000至2000埃。在上述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中，该沟槽隔离结构为 浅沟槽隔离结构，相应地该隔离沟槽为浅沟槽。与现有技术中通过高温氧化在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层后还进行高温 退火相比，本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法将该高温退火步 骤去除，即在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层后，直接通过化学气相沉积工艺填 充该隔离沟槽，避免热退火进一步增大沉积在隔离沟槽内的隔离氧化层的热应 力，相应地减少了沟槽隔离结构的边角损伤，大大提高了沟槽隔离结构的质量。附图说明本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法由以下的实施例及附图给出。图1为现有技术的沟槽隔离结构制作方法制作出的沟槽隔离结构的剖视图2为本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法的流程图。具体实施例方式以下将对本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法作进 一 步的详细描述。本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法中所述的沟槽隔离结构 制作在硅衬底上，所述沟槽隔离结构用于隔离制作在所述硅衬底上的半导体器 件的各组成元件。在本实施例中，所述沟槽隔离结构为浅沟槽隔离结构。参见图2,本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法首先进行步骤 S20,在所述硅衬底上制作隔离氧化层。在本实施例中，在氧化炉中通过干氧化 工艺制作所述隔离氧化层，氧化温度为1000度，氧化时间为30至40分钟，制 作出的所述隔离氧化层的厚度为90至IOO埃。接着进行步骤S21,在所述隔离氧化层上制作保护阻挡层。在本实施例中， 所述保护阻挡层为氮化硅(SiN)层，其厚度范围为1000至2000埃，在炉管中 通过低压化学气相沉积工艺(LPCVD)沉积所述氮化硅层。接着进行步骤S22,光刻并刻蚀出隔离沟槽。在本实施例中，所述沟槽为浅 沟槽。接着进行步骤S23,在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层。在本实施例中，在氧 化炉中通过干氧化工艺制作所述隔离氧化层，氧化温度为1000度，氧化时间为 30至40分钟，制作出的所述隔离氧化层的厚度为90至100埃。接着进行步骤S24,通过化学气相沉积工艺填充所述隔离沟槽，其中，向隔 离沟槽中填充的为磷硅玻璃(BPSG)或无掺杂硅玻璃(USG)。在本实施例中， 通过高密度等离子体化学气相沉积工艺(HDP CVD)沉积磷硅玻璃(BPSG)。接着进行步骤S25,进行化学机械抛光工艺以形成沟槽隔离结构。试验数据证明，采用本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法可 大大减少所制成的沟槽隔离结构的边角损伤，有时甚至可以完全消除所制成的沟槽隔离结构的边角损伤。综上所述，本专利技术的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法将所述高温 退火步骤去除，即在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层后，直接通过化学气相沉积 工艺填充所述隔离沟槽，避免热退火进一步增大沉积在隔离沟槽内的隔离氧化 层的热应力，相应地减少了沟槽隔离结构的边角损伤，大大提高了沟槽隔离结 构的质量。权利要求1、，该沟槽隔离结构制作在硅衬底上，该制作方法包括以下步骤(1)在该硅衬底上制作隔离氧化层；(2)在隔离氧化层上制作保护阻挡层；(3)光刻并刻蚀出隔离沟槽；(4)在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层，其特征在于，该制作方法还包括以下步骤(5)通过化学气相沉积工艺填充该隔离沟槽；(6)进行化学机械抛光工艺以形成沟槽隔离结构。2、 如权利要求1所述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，其特征 在于，在步骤(1)和(4)中，均在氧化炉中通过干氧化工艺制作该隔离氧化 层，氧化温度为1000度，氧化时间为30至40分钟。3、 如权利要求1所述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，其特征 在于，在步骤(1)和步骤(4)中，该隔离氧化层的厚度均为90至IOO埃。4、 如权利要求1所迷的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，其特征 在于，在步骤(5)中，通过化学气相沉积工艺向该隔离沟槽中填充磷硅玻璃或 无掺杂硅玻璃。5、 如权利要求1所述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，其特征 在于，在步骤(5)中，通过高密度等离子体化学气相沉积工艺填充该隔离沟槽。6、 如权利要求1所述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，其特征 在于，该保护阻挡层为氮化硅层。7、 如权利要求6所述的可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，其特征 在于，在炉管中通过低压化学气相沉积工艺沉积该氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可减少边角损伤的沟槽隔离结构制作方法，该沟槽隔离结构制作在硅衬底上，该制作方法包括以下步骤：（１）在该硅衬底上制作隔离氧化层；（２）在隔离氧化层上制作保护阻挡层；（３）光刻并刻蚀出隔离沟槽；（４）在隔离沟槽壁上制作隔离氧化层，其特征在于，该制作方法还包括以下步骤：（５）通过化学气相沉积工艺填充该隔离沟槽；（６）进行化学机械抛光工艺以形成沟槽隔离结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国燕，
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[]