CN101969027B

CN101969027B - 场氧化层形成方法

Info

Publication number: CN101969027B
Application number: CN201010250535.6A
Authority: CN
Inventors: 郭国超
Original assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Current assignee: Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: CN101969027A

Abstract

本发明揭露了一种场氧化层形成方法，所述场氧化层形成方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成氧化层；在所述氧化层上形成图案化光阻层；利用去离子水清洗所述半导体衬底；以所述图案化光阻层为掩膜，湿法刻蚀所述氧化层，以形成场氧化层。本发明可有效减小场氧化层与半导体衬底之间的夹角，提高半导体器件的电性能。

Description

场氧化层形成方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种场氧化层形成方法。

背景技术

随着半导体器件的尺寸越来越小，对半导体器件的隔离的要求也越来越高。例如，在制造横向扩散金属氧化物晶体管(LDMOS)时，需要在半导体衬底上形成场氧化层(fieldoxide)，所述场氧化层用于隔离半导体器件，其厚度通常大于

具体请参考图1A～1D，其为现有的场氧化层形成方法的各步骤相应结构的剖面示意图。

如图1A所示，首先，提供半导体衬底100。

如图1B所示，然后，在所述半导体衬底100上形成氧化层110。

如图1C所示，随后，在所述氧化层110上形成图案化光阻层120。

如图1D所示，接着，以所述图案化光阻层120为掩膜，湿法刻蚀所述氧化层110，以形成场氧化层111，所述场氧化层111与半导体衬底100具有夹角α。所述场氧化层111与半导体衬底100的夹角α对于后续的离子注入工艺有重大的影响，所述夹角α越小，在进行离子注入工艺时，离子的分布更为均匀，使得形成的电场分布更为均匀。

目前，为了减小场氧化层111与半导体衬底100之间的夹角，业界尝试了多种方法，例如，改变湿法刻蚀的工艺参数(刻蚀时间或刻蚀温度)，或利用UV固化的方式来处理图案化光阻，然而，上述方法的效果并不理想，最终形成的夹角仍大于30度。

因此，提供一种可有效减小场氧化层与半导体衬底之间夹角的场氧化层形成方法，是十分必要的。

发明内容

本发明提供一种场氧化层形成方法，可有效减小场氧化层与半导体衬底之间的夹角，提高半导体器件的电性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种场氧化层形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成氧化层；在所述氧化层上形成图案化光阻层；利用去离子水清洗所述半导体衬底；以所述图案化光阻层为掩膜，湿法刻蚀所述氧化层，以形成场氧化层。

可选的，在所述场氧化层形成方法中，利用去离子水清洗所述半导体衬底的时间为9～650秒。

可选的，在所述场氧化层形成方法中，利用低压化学气相沉积的方式在所述半导体衬底上形成氧化层。

可选的，在所述场氧化层形成方法中，所述氧化层的厚度大于

可选的，在所述场氧化层形成方法中，在湿法刻蚀所述氧化层的步骤中，所使用的刻蚀液体为氢氟酸缓冲腐蚀液。

可选的，在所述场氧化层形成方法中，在湿法刻蚀所述氧化层步骤中，所使用的刻蚀液体为稀释的氢氟酸。

可选的，在所述场氧化层形成方法中，湿法刻蚀所述氧化层的时间为10～1500秒。

可选的，在所述场氧化层形成方法中，湿法刻蚀所述氧化层的步骤之后，还包括：去除所述图案化光阻层。

可选的，在所述场氧化层形成方法中，利用等离子体灰化工艺去除所述图案化光阻层。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在氧化层上形成图案化光阻层之后，在湿法刻蚀所述氧化层之前，利用去离子水清洗所述半导体衬底，所述去离子水可扩散到所述图案化光阻层与氧化层之间，降低了图案化光阻层与氧化层之间的粘贴力，有利于提高刻蚀液体在界面间的扩散速度，使表面的氧化层的刻蚀速度加快，可减小最终形成的场氧化层与半导体衬底之间的夹角，有利于提高半导体器件的电性能。

附图说明

图1A～1D为现有场氧化层形成方法的各步骤相应结构的剖面示意图；

图2为本发明实施例所提供的场氧化层形成方法的流程图；

图3A～3F为本发明实施例所提供的场氧化层形成方法的各步骤相应结构的剖面示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于，提供一种场氧化层形成方法，该方法在氧化层上形成图案化光阻层之后，在湿法刻蚀所述氧化层之前，利用去离子水清洗所述半导体衬底，所述去离子水可扩散到所述图案化光阻层与氧化层之间，降低了图案化光阻层与氧化层之间的粘贴力，有利于提高刻蚀液体在界面间的扩散速度，使表面的氧化层的刻蚀速度加快，可减小最终形成的场氧化层与半导体衬底之间的夹角，有利于提高半导体器件的电性能。

请参考图2，其为本发明实施例所提供的场氧化层形成方法的流程图，结合该图，该方法包括以下步骤：

步骤S210，提供半导体衬底；

步骤S220，在所述半导体衬底上形成氧化层；

步骤S230，在所述氧化层上形成图案化光阻层；

步骤S240，利用去离子水清洗所述半导体衬底；

步骤S250，以所述图案化光阻层为掩膜，湿法刻蚀所述氧化层，以形成场氧化层。

下面将结合剖面示意图对本发明的场氧化层形成方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参照图3A，首先，提供半导体衬底300。所述半导体衬底300的材质可以是单晶硅或多晶硅，当然，所述半导体衬底300也可以包括绝缘层上硅结构或硅锗化合物。为了简化，所述半导体衬底300以空白结构代替。

如图3B所示，然后，在所述半导体衬底300上形成氧化层310。在本实施例中，可利用低压化学气相沉积(LPCVD)的方式在半导体衬底300上形成氧化层310。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，也可利用常压化学气相沉积或炉管热氧化的方式形成氧化层310。

其中，氧化层310的厚度大于当然，本发明的氧化层310的厚度并不局限于此，也可根据实际的器件需要，相应调整氧化层310的厚度。

如图3C所示，随后，在所述氧化层310上形成图案化光阻层320。在本实施例中，可利用旋转涂覆的方式在氧化层310上涂覆光阻，然后，利用曝光和显影工艺形成图案化光阻层320。

本发明的关键步骤是，在形成图案化光阻层320之后，利用去离子水清洗所述半导体衬底300。如图3D所示，所述去离子水330可扩散到所述图案化光阻层320与氧化层310之间，降低了图案化光阻层320与氧化层310之间的粘贴力，有利于提高刻蚀液体在界面间的扩散速度，使表面的氧化层的刻蚀速度加快，可减小最终形成的场氧化层311与半导体衬底300之间的夹角，提高半导体器件的电性能。

较佳的，利用去离子水清洗半导体衬底300的时间为9～650秒，该清洗时间可确保形成较为理想的角度。

最后，以所述图案化光阻层320为掩膜，湿法刻蚀所述氧化层310，以形成场氧化层311，所述场氧化层311与半导体衬底300具有夹角β。如图3E所示，由于本发明在湿法刻蚀步骤前，增加了去离子水清洗的步骤，湿法刻蚀过程中，提高了刻蚀液体340在界面间的扩散速度，所述夹角β可相应的减小，在本实施例中，所述夹角β可达到12.28度。当然，在本发明的其它实施例中，通过调整去离子水清洗的时间，场氧化层311与半导体衬底300之间夹角的度数可相应的变化。

在本实施例中，在湿法刻蚀所述氧化层310的步骤中，所使用的刻蚀液体为氢氟酸缓冲腐蚀液(BHF)，湿法刻蚀所述氧化层310的时间为10～1500秒。在所述氢氟酸缓冲腐蚀液中，氟化氨溶液和氢氟酸的体积配比范围为7∶1至200∶1，所述氟化氨溶液的浓度为40％，所述氢氟酸的浓度为49％。当然，在本发明的其它实施例中，所述湿法刻蚀步骤所使用的刻蚀液体也可以是稀释的氢氟酸(DHF)。

如图3F所示，最后，可通过等离子体灰化(Ashing)工艺去除所述图案化光阻层320。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种场氧化层形成方法，包括：

提供半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成氧化层；

在所述氧化层上形成图案化光阻层；

形成图案化光阻层之后，利用去离子水清洗所述半导体衬底；

利用去离子水清洗所述半导体衬底之后，以所述图案化光阻层为掩膜，湿法刻蚀所述氧化层，以形成场氧化层。

2.如权利要求1所述的场氧化层形成方法，其特征在于，利用去离子水清洗所述半导体衬底的时间为9～650秒。

3.如权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，利用低压化学气相沉积的方式在所述半导体衬底上形成氧化层。

4.如权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，所述氧化层的厚度大于

5.如权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，在湿法刻蚀所述氧化层的步骤中，所使用的刻蚀液体为氢氟酸缓冲腐蚀液。

6.如权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，在湿法刻蚀所述氧化层步骤中，所使用的刻蚀液体为稀释的氢氟酸。

7.如权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，湿法刻蚀所述氧化层的时间为10～1500秒。

8.如权利要求1所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，湿法刻蚀所述氧化层的步骤之后，还包括：去除所述图案化光阻层。

9.如权利要求8所述的刻蚀图形的形成方法，其特征在于，利用等离子体灰化工艺去除所述图案化光阻层。