发明名称 一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法
摘要 本发明为一种浅沟槽绝缘平坦化的制造方法,尤指一种浅沟槽绝缘制程中,利用渐进掺杂多晶矽层之浅沟槽填充与化学机械研磨(CMP)以达到改良晶圆表面之平坦化的方法;运用逐渐增加掺杂浓度之多晶矽中,重掺杂浓度多晶矽之研磨速率高于轻掺杂浓度多晶矽的特性,以改善晶圆表面研磨速率之均匀性,并消除沟槽的凹陷(Dishing)现象,以达到改善产品的良率与可靠度的功效。
申请公布号 TW333673 申请公布日期 1998.06.11
申请号 TW086114551 申请日期 1997.10.03
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 陈学忠;罗吉进
分类号 H01L21/304 主分类号 H01L21/304
代理机构 代理人
主权项 1.一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其步骤包括:(1)准备一半导体基底;(2)形成一第一热氧化层于该半导体基底;(3)沉积一第一氮化矽层于该第一热氧化层;(4)藉由光阻罩幕进行非等向性蚀刻该第一氮化矽层、该第一热氧化层与部份前述半导体基底以形成一沟槽;(5)在该构槽上形成一第二热氧化层;(6)在该沟槽与该第一氮化矽层上形成一第二氮化矽层;(7)在该沟槽上依序形成一未掺杂多晶矽层与一渐进掺杂多晶矽层,该渐进掺杂多晶矽层系覆盖该未掺杂多晶矽层;(8)对该未掺杂多晶矽层与该渐进掺杂多晶矽层进行化学机械式研磨法(CMP);(9)于该沟槽上形成第三热氧化层,并藉由该第一氮化矽层与该第二氮化矽层防止该半导体氧化;以及(10)藉由湿蚀刻移除该第一氮化矽层、该第二氮化矽层与第一热氧化层。2.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第一热氧化层形成厚度约为200至300埃之间。3.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第一氮化矽层沈积厚度约为1500至2000埃之间。4.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该沟槽之深度约为0.35至0.5微米之间。5.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第二热氧化层形成厚度约为80至300埃之间。6.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第二氮化矽层沉积厚度约为250至600埃之间。7.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该未掺杂多晶矽层沉积厚度约为7500至12000埃之间,而该渐进掺杂多晶矽层沉积厚度约为2500至6000埃之间。8.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该渐进掺杂多晶矽层其掺杂比重由1%至30%之磷原子。9.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该渐进掺杂多晶矽层系藉由至少改变3次掺杂步骤之连续制程所形成,并由较低掺杂浓度进行至较高掺杂浓度。10.如申请专利范围第1项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第三热氧化层形成厚度约为100至1000埃之间。11.如申请专利范围第1项所述一种改善浅构槽绝缘表面平坦化之方法,其中该化学机械式研磨法,其多晶矽对氮化矽之研磨速率选择比需大于15。12.一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其步骤包括:(1)准备一半导体基底;(2)形成一第一热氧化层于该半导体基底;(3)沉积一第一氮化矽层于该第一热氧化层;(4)藉由光阻罩幕进行非等向性蚀刻该第一氮化矽层、该第一热氧化层与部份前述半导体基底以形成一构槽;(5)在该沟槽上形成一第二热氧化层;(6)在该沟槽与该第一氮化矽层上形成一第二氮化矽层;(7)在该沟槽上依序形成一未掺杂多晶矽层与一渐进掺杂多晶矽层,该渐进掺杂多晶矽层系覆盖该未掺杂多晶矽层,且藉由至少改变3次掺杂步骤之连续制程所形成,自该未掺杂多晶矽层开始,每一该掺杂步骤系逐渐增加磷之掺杂浓度;(8)mbox对该未掺杂多晶矽层与该渐进掺杂多晶矽层进行化学机械式研磨法(CMP);(9)于该沟槽上形成第三热氧化层,并藉由该第一氮化矽层与该第二氮化矽层防止该半导体基底氧化;以及(10)藉由湿蚀刻移除该第一氮化矽层、该第二氮化矽层与第一热氧化层。13.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第一热氧化层形成厚度约为200至300埃之间。14.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第一氮化矽层沈积厚度约为1500至2000埃之间。15.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该沟槽之深度约为0.35至0.5微米之间。16.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第二热氧化层形成厚度约为80至300埃之间。17.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第二氮化矽层沉积厚度约为250至600埃之间。18.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该未掺杂多晶矽层沉积厚度约为7500至12000埃之间,而该渐进掺杂多晶矽层沉积厚度约为2500至6000埃之间。19.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该渐进掺杂多晶矽层其掺杂比重由1%至30%之磷原子。20.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该第三热氧化层形成厚度约为100至1000埃之间。21.如申请专利范围第11项所述一种改善浅沟槽绝缘表面平坦化之方法,其中该化学机械式研磨法,其多晶矽对氮化矽之选择比需大于15。图示简单说明:第一图至第五图,系先前技艺之一系列步骤的横断面图示,用以描述形成浅沟槽绝缘的方法与步骤。第六图至第十一图,系本发明利用复合式多晶矽层以形成改良之浅沟槽绝缘的制程,其一系列步骤的横断面图示;其中,第八-一图系描述于单一沟槽中复合式多晶矽层的组成情形,而第八-二图系描述复合式多晶矽层在晶圆中心和晶圆边缘的组成情形。第十二图,系为本发明之线性浓度掺杂与复合式多晶矽层之沈积深度的关系图。第十三图,系为本发明之步阶式浓度掺杂与复合式多晶矽层之沈积深度的对对关系图。
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