TW468236B - Method for manufacturing an LOCOS isolation region - Google Patents

Description

d6 8236 五、發明說明⑴ 本發明係有關於一種半導體裝置（semiconductQii device)之隔離物的製造方法，特別是有關於一種局部發 氧化隔離物（LOCOS isolation)的製造方法β 為了改善習知利用局部碎氧化法形成之場氧化物 (field oxide)的鳥嘴現象（bird’s beak)，有一種利用複 晶矽側壁物（polys i 1 icon spacer)成為緩衝層（buf fer layer)的方法被提出’例如以下第ία圖至第1E圖所示的局 部矽氧化隔離物的製造流程剖面圖。 以下’請參照第1A圖至第2 E圖，其顯示習知局部石夕氧 化隔離物的製造流程剖面圖。 首先’請參照第1A圖’在矽基底1〇之主動區域上依序 形成一第1墊氧化層12以及氮化矽層（silicon nitride 1 ayer) 14，然後，利用上述氮化矽層14當作蝕刻罩幕，施 以非等向性蝕刻部分矽基底1 〇，以形成一凹陷部（recess) 1 5 ° 接著，請參照第1B圖，施以熱氧化法，在例如存在含 氧氣體的環境下進行反應，以在凹陷部15表面形成第2墊 氧化層1 6。 其次，請參照第1C圖，在上述氮化矽層1 4的侧壁 (s i de wa 1 1)形成一跨於上述凹陷部1 5的複晶矽侧壁物 (polysilicon spacer)18。上述複晶石夕侧壁物18的形成是 利用化學氣相沈積法（chemical vapor deposition ;CVD) 形成一複晶石夕層，再進行回#刻（etching back)而得到。 然後，進行選擇性化學氣相沈積法（selectively CVD)，

C:\Prograra F i1es\Patent\0548-3824-E. ptd 第 4 頁 d6 8236 五、發明說明（2) 即利用氮化矽在複晶矽層的沈積之發展成形時間 (incubation time)比墊氧化層來得短，用以在複晶矽侧 壁物18的表面形成一氮化石夕薄層2〇。此氧化;5夕薄層2〇的厚 度約為40埃。 緊接著’請參照第1 C圖以及第1 D圖，施以熱氧化法， 用以在上述氮化矽遮蔽層14旁侧與上述凹陷部15上方成長 一局部矽氧化物（隔離物）22。熱氧化時，因凹陷部會先形 成矽氧化物，而氮化矽層會先阻緩一部分之氧進入複晶矽 側壁’再將複晶矽侧壁氧化，故上述局部矽氧化物2 2會形 成較深之凹處24形狀。 然後，凊參照第1E圖，利用澄银刻法去除氣化石夕層 14 ’接著去除第1墊氧化層12，以留下局部矽氧化物22a。 雖然’上述製程可解決場氧化物的烏嘴現象，但是會 衍生新的問題。亦即欲利用選擇性化學氣相沈積法在複晶 矽側壁物18形成氮化矽薄層20，而在第2墊氧化層16表面 不形成氮化矽薄層2 0 ’較難以控制。因此，在進行熱氧化 製程以形成局部矽氧化物22的過程中，容易造成侧^物“ 之複晶石夕殘留或鳥嘴過長之問題。再者，上述氮化梦薄層 20形成於複晶矽側壁物丨8表面的構造，容易使後續形成的 局部矽氧化物22的凹處24深度過大。 有鑑於此’本發明的目的在於提供—種局部矽氧化隔 離物的製造方法’可解決習知沈積氮化矽薄層難以控制的 問題。 根據上述目的，本發明提供一種局部矽氧化（l〇c〇s)

d 6 Β23β 五、發明說明（3) 隔離物的製造方法，包括下列步驟：（a)在矽基底之主動 區域上形成一遮蔽層；（b)利用該遮蔽層當作蝕刻罩幕， 施以非等向性钱刻部分該發基底’以形成 凹陷部；（c) 全面性沈積一氮化物薄層；（d)在上述氮化物薄層上方沈 積一複晶石夕層，（e)回钱刻上述複晶梦層與該氣化物薄 層，以露出上述遮蔽層的表面，而形成一跨於上述凹陷部 以及上述遮蔽層的侧壁物；（f)施以熱氧化法用以在該遮 蔽層旁侧與該凹陷部上方成長一局部矽氧化隔離物。 以下配合圖式以及較佳實施例以詳細說明本發明技 術。 圖式簡單說明 第1A圖至第1E圖習知製造局部石夕氧化隔離物的流程剖 面圖。 第2A圖至第2G圖為本發明較佳實施例製造局部矽氧化 隔離物的流程剖面圖。 符號之說明 I 0 矽基底 112〜第1塾氧化層； II 4〜氮化矽遮蔽層； 116〜第2墊氧化層； 11 7〜氮化物薄層 11 8〜複晶矽層； 122，122a~局部碎氧化隔離物； 較佳實施例

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46823B 五、發明說明（4) 以下，請參照第2A圖至第2G圖，其為本發明較佳實施 例製造局部矽氧化隔離物的流程剖面圖。 首先’請參照第2A圖，在石夕基底1〇〇之主動區域上依 序地形成一第1墊氧化層112以及氮化矽構咸之遮蔽層 114 ’上述第1塾氧化層112的厚度約為16〇埃，而氮化矽遮 蔽層11 4的厚度大約介於丨2〇 〇〜丨8 〇 〇埃之間。然後，利用上 述氮化矽遮蔽層11 4當作蝕刻罩幕，施以非等向性蝕刻部 分矽基底100，以形成一深度介於300~700埃之間的凹陷部 115 ° 接著’ s青參照第2 B圖，施以熱氧化法，在例如存在含 氧氣體的環境下進行反應，以在凹陷部115表面形成厚度 约為100埃的第2墊氧化層116。 其次’請參照第2 C圖，利用化學氣相沈積法進行氮化 物薄層117的沈積，上述氮化物薄層例如為厚度介於 50~100埃之間氮化矽薄層或氮氧矽化物（si lic〇n oxynitride)薄層 〇 然後，請參照第2D圖，利用化學氣相沈積法在上述氮 化物薄層117的上方形成一複晶矽層U8。 其次’請參照第2 D圖以及第2 E圖，施以非等向性蚀刻 法以回蝕刻（e t c h i ng ba ck)上述複晶矽118以及氮化物薄 層117 ’以形成一跨於上述凹陷部115及氮化矽遮蔽層114 的侧壁物SC。 之後’請參照第2 F圖，施以熱氧化法，用以在上述氣 化矽遮蔽層114旁侧與上述凹陷部115上方成長一局部梦氧

C:\ProgramFiles\Patent\0548-3824-E.ptd第 7 頁 46 0236 五、發明說明（5) 化隔離物1 22 (場氧化物）。上述局部矽氧化物丨2 2例如在存 在氧氣與水的環境下進行熱製程而得到。上述局部矽氧化 隔離物122的表面凹處26深度可大幅減少。 最後，請參照第2G圖，去除上述氮化矽遮蔽層丨14， 以露出用以當作隔離元件的局部矽氧化隔離物122a，上述 去除步驟例如利用熱磷酸溶液以完成。接著，去除氫氟酸 類姓刻液去除第1塾氧化層1 1 2。 後續可視需要進行局部矽氧化隔物122a表面平坦化製 程（圖未顯示）’例如利用溼蝕刻或化學機械研磨法以進 行。 發明特徵及效果 本發明之特徵如第2C圖以及第2D圖所示的步驟，亦 即，在沈積複晶矽層11 8之前，先沈積一氮化物薄層〗丨7， 以形成如第2E圖所示具有密封式（seaied)氮化物薄層的 壁物SC q 藉由上述側壁物SC的構造，使後續形成的局部矽氧化 隔離物122的表面凹處26深度不致過大。 另外，在進行熱氧化製程中，不會殘留側壁物sc之t 的複晶矽層’且可減少鳥嘴現象之形成。 而且’可解決習知難以控制氮化碎薄層沈積的問題。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. 46 Β23β λ申請專利範圍 1. 一種局部矽氧化（LOCOS)隔離物的製造方法，包括 下列步驟： (a)在石夕基底之主動區域上形成一遮蔽層； (b )利用該遮蔽層當作银刻罩幕’施以非等向性餘刻 部分該石夕基底，以形成一凹陷部； (c )全面性沈積一氮化物薄層； (d)在上述氮化物薄層上方沈積一複晶石夕層； (e )回蝕刻上述複晶矽層與該氮化物薄層，以露出上 述遮蔽層的表面’而形成一跨於上述凹陷部以及上述遮蔽 層的側壁物； (f )施以熱氧化法用以在該遮蔽層旁側與該凹陷部上 方成長一局部矽氧化隔離物。 2.如申請專利範圍第1項所述之局部矽氧化隔離物的 製造方法，其中該遮蔽層係一氮化矽層。 3·如申請專利範圍第2項所述之局部矽氧化隔離物的 製造方法’其中該氮化矽層的厚度介於12〇〇〜18〇〇埃之 間。 4·如申請專利範圍第1項所述之局部矽氧化隔離物的 製造方法’其中該氮化物薄層係氮化矽層。 ，5.如申請專利範圍第1項所述之局部矽氧化隔離物的 製造方法’其中該氮化物薄層係氮氧矽化物層。 ,6.如申請專利範圍第1項所述之局部矽氧化隔離物的 製造方法，其中步驟（c)該氮化物薄層的厚度介於5〇〜1〇〇 埃之間。

   468236 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第1項所述之局部矽氧化隔離物的 製造方法，其中步驟（b)該凹陷部的深度介於3 00〜700埃之 間。 8. 如申請專利範圍第1項所述之局部矽氧化隔離物的 製造方法，其中步驟（d)該複晶矽層的厚度介於600〜800埃 之間。

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