发明名称 一种制作浅沟隔离的方法
摘要 本发明系提供一种具有良好填沟(gap filling)能力以及低接合漏电流之浅沟隔离的制作方法。本发明是先于一矽基底表面形成一隔离浅沟,且该隔离浅沟之垂直剖面具有两<lll>晶格排列方向之矽表面侧壁以及一<100>晶格排列方向矽表面底部,接着进行一氧自由基(oxygenradical)电浆氧化制程,以同时氧化该<lll>晶格排列方向之矽表面侧壁以及该<100>晶格排列方向矽表面底部,使该隔离浅沟表面均匀形成一厚度小于300埃()之二氧化矽衬垫层,最后再形成一介电层来填满该隔离浅沟。其中,该氧自由基电浆氧化制程可使该<lll>晶格排列方向之矽表面侧壁上的二氧化矽生成速率与该<100>晶格排列方向矽表面底部的二氧化矽生成速率相同。
申请公布号 TW461030 申请公布日期 2001.10.21
申请号 TW089123056 申请日期 2000.11.02
申请人 联华电子股份有限公司 发明人 陈泰如;曾华洲
分类号 H01L21/76 主分类号 H01L21/76
代理机构 代理人 许锺迪 台北县永和市福和路三八九号五楼
主权项 1.一种制作浅沟隔离(shallow trench isolation, STI)的方法,该方法包含有下列步骤:提供一矽基底;于该矽基底表面形成一隔离浅沟(trench),该隔离浅沟之垂直剖面具有两<111>晶格排列方向之矽表面侧壁以及一<100>晶格排列方向矽表面底部;进行一氧自由基(oxygen radical)电浆氧化制程,同时氧化该<111>晶格排列方向之矽表面侧壁以及该<100>晶格排列方向矽表面底部,以于该隔离浅沟表面形成一厚度均匀之二氧化矽衬垫层(liner);以及利用一介电层填满该隔离浅沟;其中在进行该氧自由基电浆氧化制程过程中,该<111>晶格排列方向之矽表面侧壁上的二氧化矽生成速率与该<100>晶格排列方向矽表面底部的二氧化矽生成速率相同。2.如申请专利范围第1项之方法,其中形成该隔离浅沟的方法包含有下列步骤:于该矽基底表面形成一经定义图案之硬罩幕(hardmask)层;以及进行一蚀刻制程,以蚀刻未被该硬罩幕层覆盖之该矽基底,形成该隔离浅沟。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该硬罩幕层系由一氮矽(silicon nitride)层以及一矽氧(silicon oxide)层上下堆叠而成。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该氧自由基电浆氧化制程同时氧化该隔离浅沟与该矽基底表面形成之尖锐的转角(corner),以使该转角之轮廓更圆滑。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该二氧化矽衬垫层的厚度系小于300埃(angstrom,)。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该氧自由基电浆氧化制程系利用一微波激发高密度氪/氧电浆(microwave-excited high-density Kr/O2 plasma)环境下进行。7.如申请专利范围第6项之方法,其中该氧自由基电浆氧化制程系在400℃条件下进行。8.如申请专利范围第6项之方法,其中该氧自由基电浆氧化制程系在电场强度小于7eV下进行。9.如申请专利范围第1项之方法,其中利用该介电层填满该隔离浅沟的方法系包含有下列步骤:于该矽基底表面沈积一介电层,并且填满该隔离浅沟;以及进行一平整化制程。10.一种制作浅沟隔离(STI)的方法,该方法包含有下列步骤:提供一矽基底;于该矽基底表面形成一隔离浅沟,该隔离浅沟之垂直剖面具有两<111>晶格排列方向之矽表面侧壁以及一<100>晶格排列方向矽表面底部;利用一微波激发高密度Kr/O2电浆在一预定温度以及一预定电场强度下同时氧化该<111>晶格排列方向之矽表面侧壁以及该<100>晶格排列方向矽表面底部,以于该隔离浅沟表面形成一厚度小于300埃之二氧化矽衬垫层;以及利用一介电层填满该隔离浅沟;其中该微波激发高密度Kr/O2电浆所产生之氧自由基可使该<111>晶格排列方向之矽表面侧壁上的二氧化矽生成速率与该<100>晶格排列方向矽表面底部的二氧化矽生成速率相同,形成该厚度均匀之二氧化矽衬垫层。11.如申请专利范围第10项之方法,其中形成该隔离浅沟的方法包含有下列步骤:于该矽基底表面形成一经定义图案之硬罩幕层;以及进行一非等向性乾蚀刻制程,以蚀刻未被该硬罩幕层覆盖之该矽基底,形成该隔离浅沟。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该硬罩幕层系由一氮矽层以及一矽氧层上下堆叠而成。13.如申请专利范围第10项之方法,其中该微波激发高密度Kr/O2电浆同时氧化该隔离浅沟与该矽基底表面形成之尖锐的转角(corner),以使该转角之轮廓更圆滑。14.如申请专利范围第10项之方法,其中该预定温度系为400℃。15.如申请专利范围第10项之方法,其中该预定电场强度系为7eV。16.如申请专利范围第10项之方法,其中利用该介电层填满该隔离浅沟的方法系包含有下列步骤:于该矽基底表面沈积一介电层,并且填满该隔离浅沟;以及进行一化学机械研磨(CMP)制程。图式简单说明:第一图与第二图为习知制作一浅沟隔离的剖面示意图。第三图至第五图为本发明制作一浅沟隔离的剖面示意图。
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