CN103367228A - 一种沟槽隔离方法 - Google Patents

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丛茂杰
康志潇
陈正嵘
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Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
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Shanghai Hua Hong NEC Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种沟槽隔离方法，包括：单晶硅上第一次刻蚀沟槽；进行侧墙介质膜生长；侧墙介质膜回刻蚀，去除部分侧墙介质膜，使沟槽形成上口宽度大，下口宽度小的倾斜结构；在沟槽底部进行第二次刻蚀沟槽；沟槽内介质膜生长；硅片表面介质膜化学机械研磨。本发明的沟槽隔离方法，采用至少两次刻蚀的工艺，能使填充过程中形成的沟槽内介质膜空洞位置远离器件表面的沟槽隔离方法，能避免器件后续生产工艺中介质膜内空洞被打开造成其他化学残留物质进入沟槽内的情况。

Description

一种沟槽隔离方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种沟槽隔离方法。
背景技术
在半导体制造中工艺，经常会用到沟槽隔离技术，隔离沟槽内需要填充绝缘介质而起到隔离作用。沟槽深度较浅时，沟槽内填充的介质通常采用HDP氧化膜(高密度等离子体淀积氧化膜)，但是当沟槽深度较深时，比如TVS产品(瞬态电压抑制二极管)沟槽深度通常为5微米左右，沟槽深度已经远远超过HDP一次成膜厚度极限。现有沟槽填充工艺在器件制造过程中，沟槽内介质膜会产生空洞，需要精确控制介质膜内空洞的高度，如果空洞距离器件表面太近，很容易在后续的生产工艺中被打开，从而在空洞内形成其它化学物质残留，影响工艺稳定性和器件性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能使填充过程中形成的介质膜空洞位置远离器件表面的沟槽隔离方法，能避免器件后续生产工艺中介质膜内空洞被打开造成其他化学残留物质进入沟槽内的情况。
为解决上述技术问题，本发明的沟槽隔离方法包括：
(1)单晶硅上第一次刻蚀沟槽；
(2)进行侧墙介质膜生长；
(3)侧墙介质膜回刻蚀，去除部分侧墙介质膜，使沟槽形成上口宽度大，下口宽度小的倾斜结构；
(4)在沟槽底部进行第二次刻蚀沟槽；
(5)沟槽内介质膜生长；
(6)硅片表面介质膜化学机械研磨。
其中，在步骤(4)和(5)之间，还具有步骤(A)在沟槽内热氧化膜生长。
其中，实施步骤(1)时，刻蚀形成的沟槽深度为设计沟槽深度的1/10～1/2。
本发明的沟槽隔离方法，采用至少两次刻蚀的工艺(可以采用多次刻蚀)，第一次刻蚀和侧墙介质膜生长使沟槽形成上口宽度大、下口宽度小的结构；再进行沟槽内填充，这样能尽可能的避免沟槽内产生填充空洞，即使产生了填充空洞，该空洞形成的位置会远离器件表面，避免了器件后续生产工艺中介质膜内空洞被打开造成其他化学残留物质进入沟槽内的情况。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明沟槽隔离方法的流程图。
图2是本发明沟槽隔离方法一实施例的示意图一，其显示步骤(1)形成的器件。
图3是本发明沟槽隔离方法一实施例的示意图二，其显示步骤(2)形成的器件。
图4是本发明沟槽隔离方法一实施例的示意图三，其显示步骤(3)形成的器件。
图5是本发明沟槽隔离方法一实施例的示意图四，其显示步骤(4)形成的器件。
图6是本发明沟槽隔离方法一实施例的示意图一，其显示步骤(5)形成的器件。
图7是本发明沟槽隔离方法一实施例的示意图一，其显示步骤(6)形成的器件。
图8是本发明沟槽隔离方法一实施例的示意图一，其显示步骤(7)形成的器件。
附图标记说明
1是第一次刻蚀形成的沟槽
2是介质掩蔽层
3是侧墙介质膜
4是第二次刻蚀形成的沟槽
5是热氧化膜
6是介质膜
7是空洞
a是第一次刻蚀沟槽的深度
b是第二次刻蚀沟槽的深度
具体实施方式
如图1所示，本发明沟槽隔离方法的一实施例，包括：
如图2所示，(1)在单晶硅上第一次刻蚀沟槽，形成深度为a的沟槽1；
如图3所示，(2)进行侧墙介质膜生长3；
如图4所示，(3)侧墙介质膜3回刻蚀，去除沟槽上口部分侧墙介质膜和沟槽底部的侧墙介质膜，使沟槽形成上口宽度大，下口宽度小的倾斜结构；
如图5所示，(4)在沟槽1底部进行第二次刻蚀沟槽，形成深度为b的沟槽4；
如图6所示，(5)在沟槽内生长热氧化膜5；
如图7所示，(6)在沟槽内生长介质膜6；
如图8所示，(7)硅片表面介质膜化学机械研磨，最后形成深度为c＝a+b的沟槽；
本实施例中，第一次刻蚀沟槽深度为a，第二次刻蚀沟槽深度为b，沟槽总深度为c＝a+b，a的取值范围为1c/10～1c/2，空洞7的位置位于第二次刻蚀形成的沟槽4中，不会对后续生产工艺造成影响。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种沟槽隔离方法，其特征是，包括：
(1)单晶硅上第一次刻蚀沟槽；
(2)进行侧墙介质膜生长；
(3)侧墙介质膜回刻蚀，去除部分侧墙介质膜，使沟槽形成上口宽度大，下口宽度小的倾斜结构；
(4)在沟槽底部进行第二次刻蚀沟槽；
(5)沟槽内介质膜生长；
(6)硅片表面介质膜化学机械研磨。
2.如权利要求1所述的沟槽隔离方法，其特征是：在步骤(4)和(5)之间，还具有步骤(A)在沟槽内热氧化膜生长。
3.如权利要求1或2所述的沟槽隔离方法，其特征是：实施步骤(1)时，刻蚀形成的沟槽深度为设计沟槽深度的1/10～1/2。
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