TW406351B - Recessed shallow trench isolation structure nitride liner and method for making same - Google Patents
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A74Q6o51B7 經濟部中央標if局負H消贽合作社印?木 五、發明説明 ( ) 1 1 發明背暑 1 I 本 發 明 俗 關 於 半 導 體 裝 置的 製造 ,更 待 別 地 本 發 明 乃 1 關 係 ! 到 _- 淺 溝 渠 隔 離 結 構 的製 造, 其在 D R AM 的 陣 列 區 域 '~ν 請 1 先 中 雄 «MIL· 持 一 高 的 保 持 時 間 時 而可 有利 地減 少 一 動 態 随 機 存 閲 讀 1 取 記 億 体 支 援 電 路 區 域 内 之熱 載子 可靠 度 問 題 〇 背 I 之 1 | 於 該 技 藝 中 9 動 態 隨 機 存取 記億 体僳 為 人 所 知 » 通 常 注 意 事 1 來 說 9 動 態 隨 機 存 取 記 億体 包括 典型 地 具 有 電 晶 体 及 項 再 1 | 電 容 之 —«- 陣 列 區 域 9 該 電 容慣 例上 傺被 設 計 成 得 以 儲 存 填 寫 本 | 一 電 椅 > 其 可 藉 由 與 DRAM有關 之適 當的 支 援 電 路 加 以 存 頁 1 I 取 9 通 常 9 該 DR AM的 陣 列 電路 及支 援電 路 僳 位 於 該 積 體 1 1 I 電 路 (I C)之 不 同 is 域 内 9 雖然 電晶 体傺 出 現 於 D R A Μ 的 陣 1 1 列 區 域 及 支 援 區 域 兩 者 内 ,N- FET ' s ( N - 通 道 場 效 應 電 晶 訂 体 )在通常上係被使用於陣列區域内,而P -FET 'S (Ρ -通道 場 效 應 電 晶 体 )通常傷被使用於支援電路區域中。 1 1 該 電 晶 体 在 通 常 上 傷 被 使用 於井 中, 其 偽 於 該 積 體 電 1 I 路 晶 W 之 基 質 内 所 産 生 9 於一 些電 路中 這 些 井 係 藉 由 淺 1 1 溝 渠 隔 離 構 造 所 分 隔 9 為 了便 於檢 討, 第 1 圖 舉 例 說 明 1 了 _. 淺 溝 渠 隔 離 構 造 10 〇 , 其在一矽基質1 0 2 内 所 産 生 9 1 I 於 矽 基 質 10 2之表面1 10 之 上, 一墊 氧化 物 層 106係被沉積 1 1 9 於 墊 氣 化 物 層 10 6之上設置- -墊氮化層1 08 9 在 墊 氧 化 1 I 物 層 10 6及墊氮化層1 0 8 被 沉積 於矽 基質 10 2之表面1 10 之 1 I 上 後 9 一 光 阻 層 (未圖示)傜接 著被 形成 η 墊 氮 化 層 10 8之 1 1 上 以 便 溝 渠 1 0 4之蝕刻, 該蝕刻劑將蝕穿塾氤化層1 08 9 1 | 墊 氧 化 層 10 6及進入β >基片102 -3 - ,該 溝渠 所 蝕 刻 到 的勒 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標率((、NS ) Λ4規格(210X 297公釐) A7406351 B? 經漓部中夾標準局炅Η消轮合作社印父 五、發明説明(> ) 可隨特別的dram設計變化,然而溝渠深度在通常為低於 矽表面約2(300到3000埃,因此一主動區氧化層112傜被形 ! 成於溝渠104之垂直表面上,在形成主動區氣化層112後 ,一氮化物11 4僳一致地被沉積於溝渠1〇4内及墊氮化層 I 0 8之上。 於第2圔中,一氣化物充填202在慣例上包括四 ethylortho矽酸鹽(TE0S),條被沉積於溝渠1〇4之内且加 以平面化以使氧化物充填2 0 2的上部實質地置於與氮化物 II 4之上表面一樣平,其後置於墊氮化層之上的氮化 物1 1 4之部份及墊氮化物層1 〇 8像被剝去。 為了完全地剝去厚墊氮化層108,該氮化物襯墊114之 一些殘餘部份的過度蝕刻會發生,其會造成該氮化物襯 墊114之殘餘部份被凹進溝渠1〇4内,該凹入氮化物襯螫 114偽於第3A圖中加以顯示,其中墊氮化層1〇8已遭剝去 且氮化物襯墊114偽被凹入以致氮化物襯塾H4之上表面 現在僳位於溝渠104内,因此氮化物襯墊114的凹入産生 了一塊區域302於所顯示的溝渠内,於一實施例中如此之 過度蝕刻因而可導致氮化物襯墊114及具備一約200埃深 度之該塊區域3 0 2之凹入。 此後,後績閘棰形成製程像加以執行,其中在平坦化 該氣化物充镇2 0 2後,該閘極氣化物3 0 4及閘極多矽晶体 3〇6僳被沉積以形成如第3B圔中所顯示之匕電晶体閘極, 如對那些熟習於該技藝者所周知者,一些閘棰多矽晶体 材料將被沉積進入塊區302因而包住由STI所隔離之矽部 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準((,阳)以規格(2丨0父297公釐) 經濟部中决標隼局負工消炝合竹社印^ A7 ____406351 b7_ - 五、發明説明㈠) 份。 控制由於剝去帶墊氮化層1 0 8所使用之蝕刻製程所産生
I 的塊區域(於第3 A圖中顯示為3 0 2 )之深度僳為困難,因該 閘極多矽晶体隨後地像被沉積進入該塊區域之内,該塊 區域3 0 2之可變深度導致被包住該閘極的多砂晶之可變化 的量,此影饗了對於要形成閘極的臨界電壓的控制,因 而使電晶体的效能退化(例如於該D R A Μ陣列區域中之N - F E T 電晶体)。 雖然未於第1圖-3加以顯示,淺溝渠隔離構造100在通 常偽被設置於DRAM之陣列區域内一電容之側,該電容器 通常延伸於該基片表面之下大於約5000毫撤米(nra)之深 度,該電晶体在通常包括一隔離氧化物區,亦已知為一 環管氧化物,其在通常延伸至該基質表面之下大於約 1500毫撤米(nm)之深度,該STI底部表面之一部份成為與 環管氧化物並列,隨著該氣化物填充202之沉積,後續的 高溫製程步驟例如淺溝渠TE0S填充物之濃化可加以使用 ,該氪化物襯墊11 4之出現有肋於防止F此高溫步驟間電 容器環管氣化物之不想要的氣化,如於該技藝中所周知 者,如此不想要的氧化造成在該矽内的位移,因而影盤 了保持時間,即在陣列區域中該電容器維持一電荷的能 力。 然而該氮化物襯墊114的靠近電晶体通~道不利地加重了 用於支援電路内之P-FET電晶体的熱載子可靠性問題,熱 載子可靠性問題在氪襯墊114捕捉或收集電荷時被産造成 本紙張尺度適用中國國家標啤((:’NS ) Λ4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^ 經漪部中央標準局兵工消轮合竹社印製 406351 A7 B7 , *五、發明説明(4 ) ,該電荷應横越位於接近淺溝渠隔離構造之該P-FET通道 處,如此的捕捉或收集在氮襯墊114的部份置於小於第3A I 圖中所顯示之P-FET通道之深度Dc時。藉由實施例該凹入 氪襯塾重簦於第3A圖中之P-FET通道約8 0 0埃,對於那些 熟習於此技藝者可瞭解者,熱載子可靠度的問題増加了 P-FET電晶体的功率消耗且在一些案例下會導致不正確的 電路時間控制。 觀察以上所提及者,有想要的改良淺溝隔離構造,其 係為有利地減少一動態隨機存取記億体(DRAM)支援電路 區域内之熱載子可靠度問題,而同時在該DRAM陣列區域 内維持一高的保持時間。 链明槪蓉 於一具體實例中該發明僳關於在一基Η上之一積體電 路之一淺溝渠隔離結構,該淺溝渠隔離結構包括在基Η 中之一淺溝渠,以及一氮化物襯墊凹進該溝渠之内,該 氮化物襯墊偽被凹入以致於該氤化物襯墊之一部份表面 俗位於一 P-FET通道之該深度之下,該P-FET通道深度代 表了被設置於該淺溝隔離構造旁之一井中之一 P-FET電晶 体之寬度。 於另一具體實例中本發明更有關於一方法用於降低位 於一基片上之一積體電路裝置内的熱載子可靠性的問題 ,關於本發明之此方法,該裝置包括一道及在該基Η 内具有一溝渠之一淺溝渠隔離構造。此外,該溝渠另具 有一氮化物襯墊置於該溝渠内之氧化層之上,該方法包 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適扣中國國家標率(CNS ) Λ4規格(210Χ297公釐) 406351 經滴部中决#準局員二消於合竹社印别不 五、發明説明 1 1 括 沅 積 一 層 光 阻 材 料 於 該 該 溝 渠 内 之 氮 化 物 襯 塾 上 » 以 1 1 I 及 凹 入 該 光 阻 材 料 使 之 在 該 通 道 深 度 之 下 0 該 方 法 更 包 1 1 括 蝕 m 該 氮 化 物 襯 墊 至 實 質 上 等 於 該 光 阻 層 之 水 準 9 然 請 1 先 1 後 移 除 其 餘 的 光 阻 材 料 〇 此 外 一 氣 化 物 填 充 亦 沉 積 於 該 閱 讀 1 背 1 溝 渠 内 而 將 該 氮 化 物 襯 墊 納 入 其 中 〇 ιέ I 之 1 I 本 發 明 之 這 些 及 其 他 的 特 性 將 以 更 為 詳 細 的 本 發 明 之 注 意 1 1 事 1 敘 述 及 配 合 後 缠 圖 形 加 以 敘 述 於 下 〇 項 再 1 1 圖 示 說 明 填 寫 本 | 本 發 明 m 由 以 下 的 詳 細 敘 逑 及 附 圖 將 立 即 得 到 瞭 解 » 頁 1 I 其 中 同 樣 的 參 考 數 字 指 示 同 樣 的 結 構 元 件 9 且 其 中 ♦ 1 1 第 1 圖 為 一 溝 渠 之 一 横 截 面 示 画 9 其 形 成 於 電 容 器 (未 1 1 圖 示 )附近之- -基片中, 其具有覆蓋於其上之氣化層, 氮 1 丁 化 層 9 以 及 一 氮 化 襯 墊 〇 第 2 圖 係 第 1 圖 之 該 溝 渠 之 一 横 截 面 示 圖 ., 其 中 氣 化 1 1 物 填 充 已 填 充 該 溝 渠 〇 1 I 第 3 A 圖 偽 第 2 圖 之 該 溝 渠 之 一 橫 截 面 示 圖 9 其 中 氣 化 1 1 物 及 氮 化 層 已 被 移 除 且 該 氮 化 物 襯 墊 已 被 凹 進 該 溝 渠 内 ’丨 導 致 該 塊 的 形 成 0 1 I 第 3B 画 偽 第 3 圖 之 該 溝 渠 之 一 橫 截 面 示 圖 > 其 中 閘 極 1 1 多 晶 矽 已 被 沉 積 於 該 溝 渠 之 上 > 镇 充 該 塊 區 域 〇 1 | 第 4 圖 % 為 一 溝 渠 之 —* 横 截 面 示 圖 , 其 依 照 本 發 明 之 1 1 一 實 施 例 以 光 阻 材 料 加 以 填 充 〇 ' 1 1 第 5 圖 俗 第 4 圖 之 該 溝 渠 之 —- 橫 截 面 示 圖 9 其 中 該 光 1 I 阻 材 料 已 依 照 本 發 明 之 -7 實 施 例 加 以 凹 入 0 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(C’NS ) Λ4規格(210X297公釐) 406351:; 經潆部屮央標嗥局P只-T消於合竹.社印來 五、發明説明(t 1 } I 1 第 6 圖 係 第 5 圖 之 該 溝 渠 之 一 橫 截 面 示 圖 > 其 中 該 氮 1 1 I 化 物 襯 墊 已 依 照 本 發 明 之 —_- 實 施 例 被 凹 進 實 質 上 等 於 該 1 1 光 阻 1 材 料 深 度 之 ,. _钃 深 度 〇 請 1 | 1 第 7 圖 偽 第 6 圖 之 該 溝 渠 之 一 橫 截 面 示 圖 9 其 中 氧 閱 ik 1 | 化 物 填 充 已 依 照 本 發 明 之 __- 實 施 例 被 沉 積 於 該 溝 渠 之 内 背 1 I 之 1 I 且 加 以 平 坦 化 〇 注 意 1 | 事 1 第 8 圖 傜 第 7 圖 之 該 溝 渠 之 * 横 截 面 示 圖 » 其 中 該 氪 項 再 1 1 化 物 層 已 依 照 本 發 明 之 一 實 施 例 被 移 除 填 寫 本 | 第 9 圖 係 依 照 本 發 明 之 ~* 實 施 例 被 用 來 形 成 該 淺 溝 渠 頁 1 I 隔 離 構 造 之 一 製 程 的 一 個 流 程 圖 〇 1 1 1 湘 說 明 1 I 本 發 明 參 考 於 附 圖 中 在 此 加 以 顯 示 之 舉 例 說 明 的 1 it 具 體 實 例 加 以 詳 細 的 敘 述 在 隨 後 的 敘 述 中 » 無 數 特 定 的 詳 細 傜 加 以 説 明 以 提 供 對 本 發 明 的 — 種 i=L·* 兀 全 的 瞭 解 , 1 1 然 而 對 於 個 熟 習 於 此 技 藝 者 而 » 本 發 明 可 在 沒 有 一 1 I 或 所 有 的 這 些 特 定 的 詳 細 從 事 實 作 乃 是 極 為 明 顯 的 » 1 1 於 其 他 的 實 施 例 中 為 人 所 知 的 製 程 步 驟 為 了 不 對 本 發 明 1 造 成 不 必 要 的 糢 糊 起 見 乃 不 在 加 以 詳 逑 0 1 1 本 發 明 關 於 半 導 體 積 體 電 路 (ICs )及更待別地乃偽關於 1 1 被 用 於 I c s中的隔離構造, 該I C s例如係為記憶体電路像 1 1 是 隨 機 存 取 記 億 体 (RAMs), 動態 RAMs (DRAMs), 同步DRAMs 1 I (SDRAMs), 靜態RAMs (SRAMs), 或唯讀記1;憶体(ROMs )’ 該 1 1 ICs亦可為邏輯裝置像是可程式邏輯陣列(PLAS), 應用待 1 I 定 Ics(ASICs) > 合併DRAM -8- -邏輯ICs(嵌入式DRAMs)或任何 1 1 1 1 1 本紙張尺廋適用中國國家標净(CNS ) Λ4規格(210X297公漦) 406351 經淌部中央摞準局萸Μ消於合竹社印製 五、發明説明 ( 7 ) 1 I 其 他 的 電 路 裝 置 » 該 I C S晶Η僳被使用於例如消費性電子 1 1 産 品 像 是 電 腦 条 統 辦 公 室 設 備 包 括 影 印 機 及 印 表 機 , 1 1 行 動 1 電 話 , 個 人 數 位 肋 理 (PDA S )及 其 他 的 電 子 産 品 〇 請 1 先 1 依 照 本 發 明 之 一 具 體 實 例 改 良 的 淺 溝 渠 隔 離 構 造 閱 讀 1 設 計 % 被 提 供 其 有 利 地 凹 入 該 氮 化 物 槪 墊 至 低 於 該 通 背 1¾ 1 I 之 1 道 深 度 之 一 深 度 9 因 為 該 淺 溝 渠 隔 離 構 造 之 溝 渠 内 之 氮 注 意 1 事 1 化 物 襯 塾 傜 被 凹 進 低 於 該 通 到 深 度 f 若 有 任 何 的 氮 化 物 項 再 1 襯 墊 材 料 偽 出 現 在 通 道 深 度 層 以 捕 捉 或 捜 集 横 越 該 P- FET 填 寫 本 I 通 道 的 電 荷 9 以 此 方 式 則 熱 載 子 可 靠 性 問 題 % 有 利 地 被 頁 1 I 最 小 化 〇 1 1 1 依 照 本 發 明 之 % _* 方 面 9 該 改 良 的 淺 溝 渠 隔 離 構 造 設 1 1 計 有 利 地 容 納 了 該 凹 入 氮 化 物 襯 墊 » 因 此 避 免 了 氮 化 物 訂 被 曝 露 於 該 受 使 用 來 脱 去 墊 氮 化 層 的 蝕 刻 製 程 之 下 所 以 該 氮 化 物 襯 墊 凹 入 的 深 度 傺 更 可 以 正 確 地 加 以 控 制 而 1 1 改 善 了 對 於 — 後 鑛 形 成 閘 極 的 臨 界 電 壓 的 控 制 0 1 I 為 了 便 於 對 本 發 明 的 待 性 與 優 點 之 討 論 9 第 4 圖 舉 例 1 1 說 明 了 受 改 良 的 淺 溝 渠 隔 離 構 造 2 0 0 , 包括被設置於淺溝 Ί 渠 隔 離 構 造 2 0 0之溝渠1 0 4 内 之 一 光 阻 栓 塞 4 0 2 , 對照於第 1 I 2 圖 的 狀 況 其 中 溝 渠 10 4在該氮化物蝕刻步驟之後以氧化 1 1 物 填 充 2 0 2加以填充, 第4 圔之該製程首先以- -光阻材料 1 | 加 以 填 充 溝 渠 1 0 4, 因此形成光阻栓塞4 0 2 9 此 後 光 阻 栓 1 I 塞 40 2偽凹進溝渠1 04 内 至 特 定 位 於 第 5 中 所 顯 示 的 基 1 1 Η 表 面 下 之 一 預 設 深 度 > 最 好 此 特 定 的 預 設 深 度 傜 大 於 1 I 後 續 欲 被 形 成 於 淺 溝 渠 -9 隔 離 構 造 2 0 0側邊處之P -FET 電 晶 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適州中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210Χ 297公釐) ,經滴部中戎標举局員工消费合作社印來 406351 . ---··—— ___:--:--- 五、發明説明(Μ 体通到的深度D c,通道D c在慣例上約為1 〇 〇 〇埃,且因而 該光阻栓塞402最好被凹入至大於約為l〇t)〇埃之一深度, 該光d之凹入可以幾種方式加以完成,於習知及下流電 漿蝕刻反應器中之乾式钱刻技術可被用於控制該光阻的 蝕刻深度,因而限定了該光阻凹入而下流電栽鍊刻係為 —較佳製程,對於那些熟習於先前技薛者有幾種氣体混 合物可被使用,然而在慣例上氣体混合物像是四氣化磺 /氣(CF4/〇2)傷被使用,因為光胆傜為熱感應且曝露於 光線下來顯像,控制曝光亦可用於限制受顯像光阻的深 度,所以限定了該光阻凹入的深度。 此後一氮化物襯墊蝕刻製程偽被使用以移除位於墊氪 化物1 0 8上之氮化物襯墊1 1 4部份,且凹入氮化物襯墊1 1 4 於溝104内實質上至先前受凹入光阻栓塞402之深度以形 成受凹入的氮化物襯墊7“,藉箸參考第6圖,受凹入的 氮化物襯墊704偽被凹入至虛線6fl2所描述的深度,其亦 最好傺為位於該通道深度Dc之下(且因此於一實施例中為 大於1000埃),然而受凹入的氮化物襯墊704之上部若想 要的話亦可高於或低於先前受凹入光阻栓塞402之深度 {只要該襯墊上部傷為位於該通道深度Dc之下)。 於一具體實例中,第5圖之氤化物襯墊U4使用一熱磷 酸加以触刻,替代地,氟化氫-甘油蝕刻亦可被使用,乾 式練刻技術像是下流的電漿蝕刻反應器亦可被使用所 給予對於氧化物之此製程的選擇性在慣例上偽為高在 第β圖及一後績所顯示的第7圖者該凹入的光阻栓塞 -10* 本紙張尺度適用中國國家標率((’NS ) Λ4規格( m «—^1— 1^1 ^^^1 ^^^1 nm - -I ^ —^ϋ m ^^^1 ^^^1 \ ' I 、-° (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 406351 A7 經满部中泱標率局貞Η消费合竹社印製 B7 ·五、發明説明(9 ) 使用一習知的光阻脱去製程加以移除,最好該光阻於一 氧電漿中可加以脫去,於此該光阻偽被化學地氧化,但 I 其他的適當製程亦可被使用。 於第7 _中的氣化物填充偽藉由先前所佔用之光阻栓 塞4 0 2加以沉積於該溝渠中旦容納該凹入的氮化物襯墊 704,因而在後鑛執行的墊氮化物脱去製程中保護凹人的 氮化物襯墊7 0 4 ,如將詳細地加以檢討如後者,該凹入的 氮化物襯塾704的有利地容納在墊氮化物脫去及圍繞溝渠 1 0 4的邊緣之閘極多晶矽材料的沉積期間防止了一塊區域 的形成,且因而降低了對於後纊被形成的閘槿的臨界電 壓的控制上的衝擊,雖然在較佳的具體實例中,氧化物 填充7Q2偽為任何基於矽氧化物像是TE0S的絶緣器加以形 成,氧化物填充702可藉由任何習知的沉積製程加以沉積 ,此等製程包括例如化學蒸氣沉積(CVD)法,低壓CVD (L P C V 1)}法,次氣藤C V D ( S A C V D }法以及利用低或高密度電 漿源的電漿強化CVD(PECVD)法技術。 於第8圖中之一墊氮化物脱去製程偽被使用以移除第 7圖之墊氮化層108,如於第8圖中可見者,沒有塊區域 形成於該凹入氮化物襯墊7〇4(如於第3 A圖中所作成者)之 外,沒有該塊區域就沒有後鑛地被沉積的多晶矽閘極材 料在氧化物填充7 0 2及墊氧化層1 〇 6或主動匾域氧化層1 1 2 兩者之一之間出現,在該塾氮化層被移^之後,氧化物 镇充7 0 2偽被平坦化,此後額外的習知處理步驟可加以使 用以完成淺溝渠隔離構造2Q0的形成以及該DRAM的製造。 -1 1 - .H ^^^1 —^D n^i mf - - ^ —^ϋ m ^ -1- i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) Λ4規格(210Χ 297公釐) 406351 a? B7 經濟部中央標準局負二消费An作社印4|,水 五、發明説明 (、 0 1 1 依 照 本 發 明 之 一 具 體 實 例 被 用 於 形 成 該 淺 溝渠 隔離 構 1 1 I 造 之 製 1 程 90 0偽於第S 圖之流程圖中加以敘述,- -基Η其 1 1 具 備 ( 溝 渠 以 主 動 區 域 氧 化 層 加 以 襯 裡 且更 具備 被 讀 1 1 先 1 設 置 於 該 基 Η 表 面 之 上 之 __· 塾 氧 化 層 與 墊 氮 化層 ,此 外 閱 讀 1 t 1 氮 化 物 襯 墊 被 設 置 於 該 溝 渠 内 而 於 步 驟 90 2中横跨該基 之 1 Η 表 面 被 提 供 , 於 步 驟 90 4及S 〇 e 中 之 _- 光 阻 栓塞 偽被 設 注 意 I 事 1 置 於 該 溝 渠 内 及 氮 化 物 襯 塾 之 上 * 且 接 箸 被 凹入 至大 於 項 再 1 | Ρ- FET通道深度的- -個深度, 於步驟9ϋ8之 中 的該 襯墊 % 填 寫 %、 被 凹 入 至 該 溝 渠 内 之 一 深 度 9 於 步 驟 9 0 8之中的該襯墊之 頁 '«wX 1 | 凹 入 導 致 該 Μ 化 物 襯 墊 之 最 上 部 份 落 於 該 P- FET之通道深 1 I 度 之 下 〇 1 1 該 受 凹 入 之 光 阻 栓 塞 接 箸 偽 於 步 驟 9 1 〇内加以移除, 於 訂 步 驟 9 1 2中之- -氧化物填充偽被設置於STI溝 渠内 包括 先 I V/- 刖 以 光 阻 栓 塞 加 以 填 充 的 區 域 9 該 氧 化 物 镇 充傜 被沅 積 1 1 以 使 該 受 凹 入 的 氮 化 物 襯 墊 藉 由 該 氣 化 物 填 充完 全地 加 1 I 以 容 納 9 雖 妖 該 氧 化 物 填 充 最 好 包 含 T E0 S, 那些具有先 1 1 刖 技 U 中 之 一 A/L TO 技 巧 者 所 知 的 任 何 適 當 之 氣 化物 填充 材 Ί 料 皆 可 使 用 , 在 氣 化 物 填 充 在 步 驟 9 1 4内加以平坦化之後 1 I 9 該 墊 氤 化 層 在 步 驟 9 1 6中加以移除, 該墊氮化層的移除 1 1 使 用 習 知 的 方 法 像 是 於 先 .¾ Λ. 刖 技 藝 中 所 知 之 乾 式蝕 刻法 可 1 1 以 達 成 9 此 後 習 知 的 後 處 理 可 加 以 執 行 以 構 築像 是一 DRAM 1 I 的 積 體 電 路 1 如 此 的 裝 置 接 着 可 被 組 合 ik 商 用或 非商 用 1 1 的 電 子 産 品 像 是 電 腦 0 1 I 如 從 1 » -刖 逑 可 瞭 解 者 9 該 發 明 有 利 於 凹 入 該 氮化 物襯 m 1 I -1 2 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(('NS ) Λ4規格(210X 297公釐) 經滴部中决標準局S〈工消贽合竹社印製 406351 Αν B7 _ 五、發明説明(") 於淺溝渠隔離構造内至低於該P - F E T電晶体之通道深度 (該P - F E T電晶体通道深度在第8圖中由深度D c加以敘述)
I 的一個深度,有利的是該受凹入襯墊704不再捕捉或搜集 橫越該P-PET電晶体通道之電荷,如為那些熟習於此技藝 者所可瞭解者,此舉有利地最小化熱載子可靠性的問題 ,因而防止額外的功率消耗及/或該導出電路的不正確時 序。 更有甚者,在該墊氮化物移除步驟後不出現一塊區域 會對於防止多晶矽被沉積進入該塊區域之内傷為有利, 因而防止了該閘極多晶矽材料在難以控制塊區域内的出 現,以此方式該後續被形成的閘極之臨界電壓可更為正 確地加以控制,如第8画中可見者,該氮化物襯墊材料 仍舊置於該淺溝渠隔離構造200之底部處,該氮化物襯墊 的出現有利地如先前所提及者防止了該電容器之下環管 氣化物之不想要的氣化,所以雖然該氮化物襯墊114偽較 先前技藝中被凹入一更大的程度,此凹入係高度地加以 控制且不會影響到被形成於該淺溝渠隔離構造下之電容 器的保留時間。 本發明的許多特性及優點從所寫的敘逑可知乃至為明 顯,且因此藉由隨附的説明意圖去涵蓋該發明之所有如 此的特性及優點,此外因為無數的改良及改變對於那些 熟習於眈技藝者將能立即發生,其並不複要去限制該發 明於所舉例説明及敘述的正確構造及操作,因此所有適 當的改良,互換及相等可被訴諸於落在本發明之範圍之 内。 -1 3 - 石紙張尺度適州中國國家標準(('NS ) Λ4規格(210X297公釐) (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "
、1T 406351 l7 五、發明説明(^) 黎考符號說明 1 0 0, 2 0 0 .....淺溝渠隔離構造
I 102.....矽基Η 104.....溝渠 106.....墊氧化層 108.....墊氮化層 110.....表面 112.....主動區氣化層 114.....氮化物襯墊 2 0 2 , 7 0 2 .....氣化物充填 3 0 2 .....區域 3 0 4 .....閘極氣化物 3 0 6 .....閘極多晶矽 4 0 2 .....光咀栓塞 G0 2.....虛線 7 0 4 .....受凹入襯塾 9 0 0 .....製程 9 0 2, 9 0 4, 9 0 6, 9 0 8, 9 1 0, 9 1 2, 9 1 4, 9 1 6 .....步驟 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) T"訂 經淖部中次標準局員工消贽合作社印製 -14- 本纸張尺度適/丨]中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐)
Claims (1)
- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 406351 B8 ^ C8 D8 六、申請專利範圍 A申請專利範圍: 1. 一種在一基片中之淺溝渠隔離結構,其特徵爲,該淺 溝渠隔離結構包括: 於該基片中之一溝渠;以及 一氮化物襯墊凹進該溝渠之內’以致於該氮化物襯 墊之一最上表面係被設置低於一電晶體通道深度,該 電晶體通道深度代表了被設置於該淺溝渠隔離結構旁 之一井內之電晶體之寬度。 2如申請專利範圍第1項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中該電晶體爲—P-FET電晶體。 3. 如申請專利範圍第1項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中該氮化物襯墊之一最上表面被設置於低於該 基片之一上表面下大於1000埃處。 4. 如申請專利範圍第1項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中更包括: 一設置於該溝渠內之氧化層,該氧化層置於該氮化 物襯墊之下;以及 一氧化物塡充完全地被設置於該氮化物襯墊之上以 致於該氮化物襯墊係爲該氧化物塡充及氧化層納入其 中〇 •15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ----------1-----,111--------線 (請先閲讀背面之注項再填寫本瓦) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 ·六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第4項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中該氧化物塡充延伸於該氮化物襯墊之該最上 表面之上,實質上至該基片之一頂表面處,以致於實 質上沒有孔存在於該氮化物襯墊之該最上表面之上。 6. 如申請專利範圍第2項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中更包括: 一氧化物塡充被設置於該氮化物襯墊之上,以致於 該氧化物塡充延伸於該氮化物襯墊之該最上表面之上 實質上至該基片之一頂表面處,以致於實質上沒有多 晶矽材料被設置於該溝渠內。 7. 如申請專利範圍第6項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中該氧化物塡充係爲四etylortho矽酸鹽。 8. —種在一基片中之淺溝渠隔離結構,其特徵爲,該淺 溝渠隔離結構包括: 於該基片中之一溝渠; 一氮化物襯墊設置於該溝渠之內,以及 一氧化物塡充被設置於該氮化物襯墊之上’以致於 該氧化物塡充延伸於該氮化物襯墊之該最上表面之上 實質上至該基片之一頂表面處。 9. 如申請專利範圍第8項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中 該氮化物襯墊係被凹入該溝渠之內,以致於該氮化 物襯墊之該最上表面是位於一通道深度之下’該通道 -16- ---------裝-------訂l·-----線 (請先閲讀背面之注^項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(210X297公釐) 406351 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 深度係爲與設置於該溝渠旁之一裝置有關之一通道之 寬度的代表。 10. 如申請專利範圍第9項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中該裝置係爲一 P-FET電晶體而該通道深度係 位於該基片之一頂表面之下約1000埃,以致於該氮化 物襯墊在實質上會捕捉不到橫越該P_FET電晶體之該 通道的電荷。 11. 如申請專利範圍第8項之在一基片中之淺溝渠隔離結 構,其中該氧化物塡充設置於該氮化物襯墊之上,以 致於在實質上沒有多晶矽材料設置於該溝渠內。 12·—種用於減少在一基片上之積體電路裝置中之可靠度 問題之方法,該裝置包括具備一通道之一電晶體,該 通道具備一通道深度,且該裝置亦包括一淺溝渠隔離 結構其具有一溝渠形成於該基片之內,一氧化物層設 置於該溝渠內,一氮化物襯墊被設置在位於該氧化層 之上的該溝渠之內,其特徵爲,該方法包括: 沉積一層光阻於位在該氮化物襯墊上之該溝渠中; 蝕刻該氮化物襯墊至一第一位準(leucl),該第1位 準係位於該通道深度之下,以及 移除該光阻栓塞。 边如申請專利範圍第12項之方法,其中更包括: 在該蝕刻之後沉積一氧化物塡充,以致於該氮化物襯 墊係完全地被容納於該氧化物塡充及該氧化層之間。 -17- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨0><297公釐) 8 88 8 ABCD 406351 六、申請專利範圍 M.如申請專利範圍第13項之方法,其中該氧化物塡充層 係被沉積於該氮化物裸墊之一最上表面之上至實質地 該基片之一上表面。 15.如申請專利範圍第12項之方法,其中更包括: 凹入該光阻栓塞至較該通道深度爲深之一層,該凹 入係在氮化物襯墊之蝕刻前加以執行。 1&如申請專利範圍第15項之方法,其中該第一層是與在 該凹入後之該光阻栓塞之一上表面一樣的實質上平 坦。 17·如申請專利範圍第13項之方法,其中該氧化物塡充之 該沉積係使用一化學蒸氣沉積製程加以進行。 如申請專利範圍第15項之方法,其中該凹入係使用一 下游電漿蝕刻製程而進行》 Η如申請專利範圍第12項之方法,其中該蝕刻係使用一 非均向性蝕刻製程而進行。 20. 如申請專利範圍第19項之方法,其中該非均向性蝕刻 製程係爲一電漿蝕刻製程》 21. —種用於減少在一基片上之積體電路裝置中之可靠度 問題之方法,該裝置包括具有一通道之一電晶體,該 通道具有一通道深度’且該裝置亦包括一淺溝渠隔離 結構其具有一溝渠形成於該基片之內,一氧化物層設 置於該溝渠之內’ 一氮化物襯墊被設置於該氧化層之 上的該溝渠之上,其特徵爲,該方法包括: -18- 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) Α4规格(210Χ297公釐) ---------^-------訂'------^ (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 406351 C8 L/〇 六、申請專利範圍 沉積一光阻栓塞於該.氮化物襯墊上該溝渠中; 凹入該光阻栓塞至較該通道深度爲深之一第一位準 處, 蝕刻該氮化物襯墊至一第二位準,該第二位準位於 該通道深度之下, 移除該凹入的光阻栓塞;以及 沉積一氧化物塡充層以致於該氮化物襯墊係完全地 被容納於該氧化物塡充及該氧化物層之間。 22_如申請專利範圍第21項之方法,其中該第二位準是與 在該凹入後之該光阻栓塞之一上表面一樣的實質上平 坦。 23. —種用於減少在一基片上之積體電路裝置中之可靠度 問題之方法,該基片具有一墊氮化層置於該氧化物層 之上,該氧化物層是置於該基片之上表面上,該裝置 包括一電晶體其具有一通道,該通道具有一通道深 度,且該裝置亦包括一淺溝渠隔離結構,其具有溝渠 形成於該基片之內,一氧化物設置於該溝渠之內,一 氮化物襯墊被設置於該氧化層之上的該溝渠之內,其 特徵爲,該方法包括: 沉積一光阻栓塞於該氮化物襯墊上該溝渠內; 蝕刻該氮化物襯墊至低於該通道深度之一位準下; 移除該光阻栓塞; 沉積氧化物塡充於該氮化物襯墊上之溝渠內,以致 -19- 本紙張尺度逋用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) ---------餐-----—訂.------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) C8 D8 406351 六、申請專利範圍 於該氮化物襯墊係被容納於該氧化物塡充及該氧化物 層之間,以及使該氧化物塡充實質上完全地塡充位於 該氮化物襯墊之最上表面上之該溝渠; 移除覆於該基片之上表面上之該墊氮化物層;以及 沉積多晶矽於該淺溝渠隔離結構之上,該氧化物塡充 之沉積實質上無多晶矽被沉積於該溝渠內。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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