CN1700439A - 能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，它对已完成浅沟槽刻蚀工艺的基底进行一以氧化氮或一氧化二氮作为气氛的退火工艺，使在浅沟槽表面形成一氧－氮－氧化物层后，再接着沉积一填满浅沟槽的氧化物层，以形成一个能避免一般的浅沟槽会产生漏电流与击穿问题的浅沟槽隔离结构。

Description

能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺

技术领域

本发明涉及一种浅沟槽隔离工艺，特别涉及一种利用一氧-氮-氧化物层来改善浅沟槽隔离结构的边缘效应可能引起的漏电流与击穿问题的浅沟槽隔离工艺。

背景技术

闪存组件近年来已成为重要的非挥发性存储元件，主要是因为闪存具有低消耗功率，存取速度快等优点，特别适用在笔记型计算机、个人型电子记事簿、数字相机等电子设备。

当组件尺寸越做越小，集成度越来越高的情况下，传统常用的硅局部氧化隔离法(localoxidation of silicon)，由于鸟嘴效应(bird beak)，与表面不平整，在0.25微米以下的电路制作，多以浅沟槽隔离(Shallow trench isolation)所取代。

浅沟槽隔离，能够有效地除去场氧化层的水平成长，场掺杂离子的水平扩散，小尺寸场氧化层的薄化效应，是一理想的可缩小化隔离技术，但是浅沟槽隔离结构在除去氮化硅和垫氧化硅，以及其它湿法处理工艺时，可能由于局部应力集中，容易过度刻蚀接近隔离边缘的填充氧化层，而形成一凹陷区，而产生漏电流与击穿等问题。

因此本发明针对上述问题提出一种能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，来解决上述的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，它利用在浅沟槽内形成一氧-氮-氧化物层来改善一般浅沟槽隔离结构，因去除氮化硅与垫氧化，以及其它湿法处理工艺时，可能产生的边缘效应问题，并进而避免浅沟槽结构的边缘效应所诱发的漏电与击穿问题，以此增进组件的特性及电性品质。

为达上述的目的，本发明提供一种能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，它先提供一基底；在基底上依序形成一垫氧化层、一氮化硅层与一图案化光刻胶层；以图案化光刻胶层为掩膜，刻蚀氮化硅层、垫氧化层及基底，以形成多个浅沟槽，然后去除图案化光刻胶层；在浅沟槽表面形成一氧-氮-氧化物层；最后在基底表面形成一填满浅沟槽的氧化物层，然后，去除基底表面多余的氧化物层、氮化硅层与垫氧化层，以完成浅沟槽隔离结构。

本发明的有益效果为：通过形成一个能够改善边缘效应的浅沟槽隔离结构来避免一般的浅沟槽会产生漏电流与击穿问题的。

附图说明

图1至图5为本发明浅沟槽隔离工艺的各步骤构造剖面示意图。

标号说明：

10基底

12垫氧化层

14氮化硅层

16图案化光刻胶层

18浅沟槽

20氧-氮-氧化物层

22氧化物层

24浅沟槽隔离结构

具体实施方式

以下结合附图及实施例进一步说明本发明的结构特征及所达成的有益效果。

本发明是一种能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，请参阅图1至图5，是本发明的一较佳实施例的各步骤构造剖视图。

首先，如图1所示，首先提供一基底10，接着在基底10上依序沉积一垫氧化层12，一氮化硅层14，与一图案化光刻胶层16，其中垫氧化层12可为二氧化硅，接着以图案化光刻胶层16为掩膜，利用干法刻蚀工艺刻蚀氮化硅层14、垫氧化层12与基底10，以此在基底10中形成多个浅沟槽18，并定义出主动区域，然后去除图案化光刻胶层16，形成如图2所示的结构。

另外，为修补因干法刻蚀对浅沟槽18表面所造成的损伤(damage)，还可对基底10进行一高温氧化工艺，以此在浅沟槽18表面形成一材质为二氧化硅的衬氧化层(liner oxide)(图中未表示)，再将衬氧化层去除。

然后，为获得较佳的隔离效果，利用一氧化氮或一氧化二氮的气氛对基底10进行一退火工艺，以此在浅沟槽18表面形成一氧-氮-氧化物层20，形成如图3所示的结构，再利用等离子体增强式化学气相沉积法(PECVD)或高密度等离子体化学气相沉积系统(HDP)，在基底10表面沉积一氧化物层22，直至氧化物层填满浅沟槽18为止，形成如图4所示的结构。

最后，请参阅图5，去除基底10表面多余的氧化物层22、氮化硅层14与垫氧化层12，以形成浅沟槽隔离结构24，其中去除氧化物层22、氮化硅层14与垫氧化层12的方法，可利用化学机械抛光(CMP)方式完成。

接着可在基底10上继续进行集成电路各组件的后续半导体工艺，以形成一具有栅极、源极与漏极等半导体组件的结构。

因此，本发明在不改变原沟槽隔离结构设计的尺寸的前提下，提出一种利用在浅沟槽表面形成一氧-氮-氧化物层，来解决一般工艺使用氧化物来作为衬氧化层，可能造成的边缘效应的问题，以此增加产品的特性及电性品质，以提升产品的成品率。

以上所述的实施例仅为了说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本专利的范围并不仅局限于上述具体实施例，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，包括下列步骤：

提供一基底；

在所述基底上依序形成一垫氧化层、一氮化硅层与一图案化光刻胶层；

以所述图案化光刻胶为掩膜，刻蚀所述氮化硅层、所述垫氧化层及所述基底，以形成多个浅沟槽，而后去除所述图案化光刻胶层；

在所述浅沟槽表面形成一氧-氮-氧化物层；以及

在所述基底表面形成一氧化物层，使其填满所述浅沟槽，而后去除所述基底表面多余的所述氧化物层、所述氮化硅层与所述垫氧化层，以形成浅沟槽隔离结构。

2.根据权利要求1所述的能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，其特征在于：所述氧-氮-氧化物层以氧化氮或一氧化二氮的气氛对所述基底进行一退火工艺所形成。

3.根据权利要求1所述的能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，其特征在于：所述氧化物层利用等离子体增强式化学气相沉积法制得。

4.根据权利要求1所述的能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，其特征在于：所述氧化物层利用高密度等离子体化学气相沉积系统所制得。

5.根据权利要求1所述的能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，其特征在于：所述刻蚀方法为干法刻蚀。

6.根据权利要求1所述的能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，其特征在于：还可在沉积所述氧-氮-氧化物层前，先在所述浅沟槽内形成一衬氧化层，而后去除所述衬氧化层。

7.根据权利要求6所述的能降低边缘效应的浅沟槽隔离工艺，其特征在于：所述衬氧化层的材质为二氧化硅。

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