專利名稱：在半導(dǎo)體器件中形成隔離層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成半導(dǎo)體器件的元件隔離膜的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種形成半導(dǎo)體器件的元件隔離膜的方法，在該方法中，用濕法刻蝕速率高的氧化鋁膜作為墊氧化物膜，形成溝槽，并在通過清洗過程去除部分氧化鋁膜的時(shí)候修圓溝槽的頂部和底部邊沿部分。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造工藝中，形成元件隔離膜以便將有源區(qū)和場效應(yīng)區(qū)或元件隔離開來。然而，由于器件更高的集成度和器件的小型化，元件隔離膜是通過將半導(dǎo)體襯底刻蝕一定深度，形成溝槽，然后以絕緣膜掩埋溝槽而形成的。該元件隔離膜是以如下方式形成的在半導(dǎo)體襯底上形成一墊氧化物膜、一墊氮化物膜和一光刻膠膜，利用一隔離掩模對光刻膠膜構(gòu)圖，利用構(gòu)圖后的光刻膠膜作為掩模將墊氮化物膜、墊氧化物膜和半導(dǎo)體襯底刻蝕一定深度，從而形成溝槽，然后用絕緣膜掩埋這些溝槽。此時(shí)，利用LPCVD形成該墊氮化物膜。然而，如果該墊氮化物膜直接接觸到半導(dǎo)體襯底，會因?yàn)閴|氮化物膜和半導(dǎo)體襯底之間的應(yīng)力在半導(dǎo)體襯底中導(dǎo)致晶體缺陷。于是，在形成該墊氮化物膜之前，形成墊氧化物膜。此時(shí)，是利用濕法刻蝕這率低的熱氧化物膜形成該墊氧化物膜的。
同時(shí)，在形成該溝槽型元件隔離膜的溝槽刻蝕過程中，溝槽頂部邊沿的圓度對例如DRAM中的存儲單元閾值電壓和刷新等特性有影響，并影響到例如閃速存儲設(shè)備的擦除和維持電流等特性。因此，為了修圓溝槽的頂部邊沿，利用刻蝕墊氮化物膜時(shí)生成的聚合物進(jìn)行一道刻蝕工序。
利用聚合物刻蝕的工序?qū)⒑唵蚊枋?。如果為了形成溝槽刻蝕墊氮化物膜、墊氧化物膜和半導(dǎo)體襯底，刻蝕氣體和該墊氮化物膜會發(fā)生一種聚合反應(yīng)。聚合物在產(chǎn)生的時(shí)候會在溝槽的頂部邊沿堆積。堆積的聚合物有著與半導(dǎo)體襯底不同的刻蝕選擇比。這樣，由于在刻蝕半導(dǎo)體襯底的時(shí)候堆積的聚合物起到了刻蝕阻擋的作用，與溝槽的中心相比，堆積聚合物的溝槽頂部邊沿就很少被刻蝕。因此就修圓了溝槽的頂部邊沿。
不過，要在墊氧化物膜側(cè)壁均勻沉積聚合物以利用聚合物修圓溝槽頂部是非常困難的。此外還有問題，在生成聚合物的時(shí)候刻蝕設(shè)備內(nèi)還會生成外來材料，而且，依靠刻蝕設(shè)備的一種特性是難以確保復(fù)現(xiàn)的。
同時(shí)，是利用濕法刻蝕速率低的熱氧化物膜形成該墊氧化物膜的。因此，要在形成柵氧化膜之前在清洗過程中去除墊氧化物膜是困難的。此外，還有一個(gè)問題是，由于場效應(yīng)區(qū)和有源區(qū)之間的臺階會使一溝塹變深，這是因?yàn)樵谌コ龎|氧化物膜的時(shí)候首先刻蝕的是刻蝕速率相對高的填隙材料。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明即是針對上述問題做出的，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種形成半導(dǎo)體器件元件隔離膜的方法，在這種方法中，無需利用聚合物進(jìn)行刻蝕處理即可修圓溝槽的頂部和底部邊沿部分。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種形成元件隔離膜或半導(dǎo)體器件的方法，在這種方法中，用濕法刻蝕速率高的氧化鋁膜作為墊氧化物膜，可以將溝槽頂部和底部邊沿的圓度做得一致，并且可以將形成柵氧化膜之前在清洗過程中因場效應(yīng)區(qū)和有源區(qū)之間的臺階而產(chǎn)生的溝塹做到最淺。
根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，提供了一種形成半導(dǎo)體器件元件隔離膜的方法，其包括如下步驟在半導(dǎo)體襯底上形成一墊氧化物膜和一墊氮化物膜，刻蝕該墊氮化物膜和墊氧化物膜的預(yù)定區(qū)域并隨之刻蝕半導(dǎo)體襯底以形成一溝槽，進(jìn)行清洗過程在去除一些墊氧化物膜的同時(shí)修圓溝槽的頂部和底部邊沿，在整個(gè)表面形成一氧化膜以掩埋該溝槽，以及，拋光該氧化膜并隨之去除該氧化膜、墊氮化物膜和墊氧化物膜。
該墊氧化物膜可以包括一氧化鋁膜。
該氧化鋁膜由ALD或高真空CVD形成。
該墊氮化物膜由LPCVD通過SiH2Cl2和NH3的熱分解形成。
該清洗過程通過有選擇地使用NH4OH、BOE或HF完成。
該方法進(jìn)一步還包括在溝槽上形成一井狀氧化膜并隨之在整個(gè)表面上形成一襯墊絕緣膜。
該襯墊絕緣膜利用一HTO氧化物膜、一氮化物膜或多層HTO氧化物膜和氮化物膜形成。
該氧化物膜由HDP或LPCVD形成。
該氧化物膜和墊氮化物膜由濕法刻蝕過程去除。
該濕法刻蝕過程使用含HF的溶液或基于H3PO4的溶液完成。
該墊氧化物膜使用NH4OH溶液或HF和NH4OH的混合溶液經(jīng)過清洗過程去除。


圖1A到1D是用于說明基于本發(fā)明的一實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件元件隔離膜的方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖描述基于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1A到1D是用于說明基于本發(fā)明的一實(shí)施例的形成半導(dǎo)體器件元件隔離膜的方法的截面圖。
參照圖1A，在一半導(dǎo)體襯底11上形成一墊氧化物膜12、一墊氮化物膜13和一光刻膠膜14。此時(shí)，該墊氧化物膜12是在一后續(xù)工序中利用一濕法刻蝕速率高的氧化鋁膜(Al2O3)形成的。該氧化鋁膜可以利用原子層淀積(ALD)或高真空化學(xué)氣相淀積(CVD)形成。此外，該墊氮化物膜13是利用LPCVD通過SiH2Cl2和NH3的熱解形成的。利用一隔離掩模通過光刻工藝對光刻膠膜14進(jìn)行構(gòu)圖。用構(gòu)圖后的光刻膠膜14作為掩模刻蝕墊氮化物膜13和墊氧化物膜12之后，半導(dǎo)體襯底11被刻蝕出一定深度，形成溝槽15。
參照圖1B，剝離光刻膠膜14之后，進(jìn)行一清洗過程，在去除一部分墊氧化物膜12的同時(shí)修圓溝槽15的頂部和底部邊沿部分。此時(shí)，清洗過程通過有選擇地使用NH4OH、BOE或HF去除了一部分墊氧化物膜12并修圓了溝槽15的頂部和底部邊沿。然后形成一井狀氧化物膜16以消除等離子體損傷。
參照圖1C，在整個(gè)表面上形成襯絕緣膜17之后，形成一氧化物膜18以掩埋溝槽15。此時(shí)，襯絕緣膜17是利用HTO氧化物膜、氮化物膜或兩種膜的多層結(jié)構(gòu)形成的。此外，氧化物膜18是利用HDP或LPCVD形成的。一般地，由于設(shè)計(jì)規(guī)則縮減了，該氧化物膜18是用HDP形成的。氧化物膜18是用CMP拋光的。
參照圖1D，通過濕法刻蝕工序去除掉了部分氧化物膜18和墊氮化物膜13。此時(shí)，是利用含HF的溶液和基于H3PO4的溶液實(shí)現(xiàn)該濕法刻蝕工序的。此后，利用一NH4OH溶液或HF和NH4OH的混合溶液進(jìn)行一清洗工序，以去除殘留在半導(dǎo)體襯底11上的墊氧化物膜12，從而形成一柵氧化膜(未示出)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，用一濕法刻蝕速率高的氧化鋁膜作為墊氧化物膜，形成溝槽，并在利用清洗工序去除部分氧化鋁膜的時(shí)候修圓溝槽的頂部和底部邊沿。因此可能無需使用聚合物修圓溝槽的頂部和底部邊沿。同樣還可能將形成柵氧化膜之前在清洗工序中因場效應(yīng)區(qū)和有源區(qū)之間的臺階而生成的溝塹降到最淺。
盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例做出了以上描述，應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明及其所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可能會對本發(fā)明做出變更和改造。
權(quán)利要求
1.一種形成的半導(dǎo)體器件的元件隔離膜的方法，其包括的步驟有在一半導(dǎo)體襯底上形成一墊氧化物膜和一墊氮化物膜；刻蝕所述墊氮化物膜和墊氧化物膜的預(yù)定區(qū)域并隨之刻蝕所述半導(dǎo)體襯底以形成溝槽；進(jìn)行一清洗工序，在去除部分所述墊氧化物膜的時(shí)候修圓所述溝槽的頂部和底部邊沿；在所述的整個(gè)表面上形成一氧化物膜以掩埋所述溝槽；以及拋光所述氧化物膜并隨后去除所述氧化物膜、所述墊氮化物膜和所述墊氧化物膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述墊氧化物膜包括一氧化鋁膜。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述氧化鋁膜由原子層淀積或高真空化學(xué)氣相淀積形成。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述墊氮化物膜由低溫化學(xué)氣相淀積通過熱解SiH2Cl2和NH3形成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述清洗工序通過有選擇地使用NH4OH、BOE或HF進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述溝槽上形成一井狀氧化物膜并隨后在所述整個(gè)表面上形成一襯絕緣膜。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中使用一HTO氧化物膜、一氮化物膜、或所述HTO氧化物膜和所述氮化物膜的多層結(jié)構(gòu)形成所述襯墊絕緣膜。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氧化物膜由HDP或LPCVD形成。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過一濕法刻蝕工序去除所述氧化物膜和所述墊氮化物膜。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中使用含HF的溶液或基于H3PO4的溶液進(jìn)行所述濕法刻蝕工序。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中使用NH4OH溶液或HF和NH4OH的混合溶液通過一清洗工序去除所述墊氧化物膜。
全文摘要
此處公開的是一種形成半導(dǎo)體器件的元件隔離膜的方法。根據(jù)本發(fā)明，用一濕法刻蝕速率高的氧化鋁膜作為墊氧化物膜，形成溝槽，并在利用清洗工序去除部分氧化鋁膜的時(shí)候修圓溝槽的頂部和底部邊沿。因此可能無需使用聚合物修圓溝槽的頂部和底部邊沿。同樣還可能將形成柵氧化膜之前在清洗工序中因場效應(yīng)區(qū)和有源區(qū)之間的臺階而生成的溝塹降到最淺。
文檔編號H01L21/76GK1767165SQ200410081950
公開日2006年5月3日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者楊永鎬 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司