发明名称 一种用以在浅沟渠隔离形成期间减少缺陷形成发生的方法
摘要 本发明系提供一种形成为绝缘体所填充的浅沟渠隔离区于一半导体基板中的方法。该方法系以执行于用以产生浅沟渠轮廓于半导体基板中之一非等向性RIE制程后的高温氢气退火的使用为特征。该高温氢气退火制程将修复于浅沟渠RIE制程所产生之半导体基板中的缺陷,并形成一脱除区于暴露出矽表面的浅沟渠轮廓或接近该浅沟渠轮廓处。该无缺陷脱除区允许形成均匀绝缘沟渠衬垫,并允许与为绝缘体所填充之浅沟渠边缘接合的源极/汲极-基板接面区域产生最小的漏电流。
申请公布号 TW457626 申请公布日期 2001.10.01
申请号 TW088110929 申请日期 1999.06.29
申请人 世界先进积体电路股份有限公司 发明人 张荣和;陈锡铨;林大成
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 郑煜腾 台北巿松德路一七一号二楼
主权项 1.一种用以在浅沟渠隔离形成期间减少缺陷形成发生的方法,包括下列步骤:沈积一第一绝缘层于该半导体基板上;形成一窗口于该第一绝缘层中,以曝露出该半导体基板的一区域;形成一浅沟渠于为该第一绝缘层中之该窗口所暴露之该半导体基板的该区域中;执行一退火制程,以形成一无缺陷脱除区于为该浅沟渠所暴露之该半导体区域中;成长一第二绝缘层,以衬垫于该半导体基板中之该无缺陷脱除区表面;沈积一第三绝缘层,以完全填充该浅沟渠;以及自该第一绝缘层顶端表面将该第三绝缘层移除,以形成该为绝缘体所填充之浅沟渠绝缘区。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一绝缘层系为一复合绝缘层,其包含有藉由LPCVD或PECVD制程所获得之厚度大约800至3000间的一位于上面氮化矽层以及藉由热氧化制程或藉由LPCVD或PECVD制程所获得之厚度大约50至500间的一位于下面氧化矽层。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在该第一绝缘层中的该窗口系藉由非等向性RIE制程而获得;其系使用CF4作为该第一绝缘层之氮化矽组成的蚀刻物质,并使用CHF3作为该第一绝缘层之氧化矽组成的蚀刻物质。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该浅沟渠系藉由在大约50至200mtorr间的RIE压力并在大约200至600watts间的R.F.功率之使用氯气作为蚀物质的一非等向性RIE法,而被形成大约2000至5000的深度于该半导体基板中。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中用以形成该无缺陷脱除区的该退火方法系使用大约3至100%氢气浓度的系统中以800至1100℃间之温度执行大约10分钟至6小时。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中形成于该无缺陷脱除区表面 的该第二绝缘层系藉由在大约800至1100℃间之温度的氧气蒸汽气氛中成长大约50至500厚度之热氧化法所获得的一层氧化矽层,其中,该氧气所占比例为氧气-蒸汽气氛中的2-50%。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中用以填充该浅沟渠的该第三绝缘层系为藉由LPCVD或PECVD制程所获得之厚度大约2000至10000间的一层氧化矽层。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该为绝缘体所填充的浅沟渠隔离区系为藉由一CMP制程或藉由一使用CHF3作为蚀刻物质的选择性RIE制程,将该第三绝缘层由该第一绝缘层顶端表面移除而形成。9.一种制造MOSFET装置于一含有为绝缘体所填充之浅沟渠隔离区的半导体基板上的方法,其中一高温氢气退火制程系于浅沟渠轮廓表成后被执行,包括下列步骤:形成一层氧化矽衬垫层于该半导体基板上;沈积一层氮化矽层于该氧化矽衬垫层上;形成一窗口于该氮化矽层以及该氧化矽衬垫层中,以暴露出该半导体基板之区域;形成该浅沟渠轮廓于为该窗口所暴露之该半导体基板的区域中;执行该高温氢气退火制程,以形成一无缺陷气气脱除区于为该浅沟渠轮廓所暴露之该半导体基板的区域中;成长一层氧化矽沟渠衬垫层于该无缺陷脱除区的表面上;沈积一绝缘层,以完全填充该浅沟渠轮廓;由该氮化矽层的顶端表面移除该绝缘层之区域,以形成该为绝缘体所填充之浅沟渠隔离区;移除该氮化矽层;移除该氧化矽衬垫层;成长一层二氧化矽闸极绝缘层于该半导体基板的表面上;形成一多晶矽闸极结构于该二氧化矽闸极绝缘层上;形成一微量掺杂源极/汲极区于未为该多晶矽闸极结构所覆盖之该半导体基板的区域中;形成绝缘间隙壁于该多晶矽闸极结构的边缘上;以及形成一大量掺杂的源极/汲极区于未为该多晶矽闸极结构所覆盖且未为该绝缘间隙壁所覆盖之该半导体基板的区域中,而该大量掺杂的源极/汲极区边缘以及与为该绝缘体所填充之浅沟渠隔离区边缘接合之大量掺杂源极/汲极区-半导体基板接面的边缘系位于该无缺陷脱除区中。10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中位于该氮化矽层中并位于该氧化矽衬垫层中的该窗口系藉由非等向性RIE制程而形成;其中该RIE制程系使用CF4作为该氮化矽层的蚀刻物质,并使用CHF3作为该氧化矽衬垫层的蚀物质。11.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该浅沟渠轮廓系藉由在大约50至200mtorr间的压力并在大约200至600watts间的R.F.功率之使用氯气作为蚀刻物质的一非等向性RIE法,而被形成于该半导体基板中。12.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该浅沟渠轮廓系深入该半导体基板中大约2000至5000间的深度。13.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该高温氢气退火系在使用大约3至100%氢气浓度的LPCVD炉、常压炉或单一晶圆系统中以大约800至1100℃间的温度执行大约10分钟至6小时的时间。14.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该氧化矽沟渠衬垫层系藉由在大约800至1100℃间之温度的氧气-蒸汽气氛中,成长厚度大约为50至500的热氧化法,而形成于该无缺陷脱除区上,其中,该氧气所占比例为氧气-蒸汽气氛中的2-50%。15.如申请专利范围第9项所述之方法,其中用以填充该浅沟渠轮廓的该绝缘层系为藉由LPCVD或PECVD制程所获得之厚度大约2000至10000间的一层氧化矽层。16.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该为绝缘体所填充的浅沟渠区系为藉由一CMP制程或藉由一使用CHF3作为蚀刻物质的选择性RIE制程,将该绝缘层由该氮化矽层的顶端表面移除而形成。17.如申请专利范围第9项所述之方法,其中该大量掺杂的源极/汲极区系藉由在大约30至100KeV能量之剂量大约为11014至51016atom/cm2的砷或磷离子的离子植入而形成。图式简单说明:第一图-第九图系以剖面图的形式示意地说明用以形成为绝缘体所填充之浅沟渠于半导体基板中的主要制造步骤,其系以使用以移除缺陷并形成无缺陷脱除区于浅沟渠表面或基正下方的高温氢气退火程序为特征。
地址 新竹科学工业园区新竹县园区三路一二三号
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