專利名稱：制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法，更具體地是涉及一種如下制造半導(dǎo)體器件的器件絕緣膜的方法，即其中在形成器件隔離膜之前，使用等離子氧化藉由蝕刻周邊區(qū)域的內(nèi)襯氧化膜而曝露的內(nèi)襯氮化膜，以防止HEIP現(xiàn)象，并改善半導(dǎo)體器件的特征。
背景技術(shù)：
圖1A至1E的斷面圖說(shuō)明了制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的傳統(tǒng)方法。
參考圖1A，襯墊氧化膜20與襯墊氮化膜30依次形成于半導(dǎo)體基板10上。半導(dǎo)體基板10包括一單元區(qū)域1000a與一周邊區(qū)域1000b。
參考圖1B，蝕刻襯墊氮化膜30、襯墊氧化膜20以及半導(dǎo)體基板10的欲形成器件隔離膜的一預(yù)定區(qū)域，以形成溝槽40。
參考圖1C，一側(cè)壁氧化膜50沉積于溝槽40的表面上。之后，內(nèi)襯氮化膜60與內(nèi)襯氧化膜70依次形成于半導(dǎo)體基板10的整個(gè)表面上。
參考圖1D，在半導(dǎo)體基板10的整個(gè)表面上形成一間隙填充氧化膜80以填充溝槽40。
參考圖1E，將間隙填充氧化膜80平坦化，直至曝露襯墊氮化膜30。之后，將襯墊氮化膜30與襯墊氧化膜20移除，以形成器件隔離膜90。
依據(jù)制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的傳統(tǒng)方法，可因內(nèi)襯氮化膜與內(nèi)襯氧化膜而減少漏電流現(xiàn)象。但是，在其中會(huì)形成pMOS晶體管以捕獲熱電子的pMOS區(qū)域內(nèi)的氮化膜與氧化膜的接口處會(huì)形成電子阱。捕獲的熱電子會(huì)導(dǎo)致熱電子引致的穿透崩潰(Hot electron Induced Punch-through；HEIP)現(xiàn)象。HEIP現(xiàn)象指，即使未向pMOS晶體管的柵極施加電壓，亦會(huì)在信道區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電流的狀態(tài)。HEIP現(xiàn)象會(huì)增加DRAM的靜態(tài)電流，導(dǎo)致器件特征與良率下降。
為解決該問(wèn)題，提出了一種增加側(cè)壁氧化膜厚度的方法。然而，隨著側(cè)壁氧化膜厚度增加，間隙填充特征劣化并且作用區(qū)域的寬度減小，從而降低了電流驅(qū)動(dòng)能力及晶體管的臨界電壓，并使晶體管的更新特征降級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的器件隔離層的方法，其中在形成器件隔離膜之前，先使用等離子將藉由移除周邊區(qū)域中的內(nèi)襯氧化膜而曝露的內(nèi)襯氮化膜氧化，以防止HEIP現(xiàn)象，從而改善半導(dǎo)體器件的特征，例如更新特征與電流驅(qū)動(dòng)能力。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法，其包括以下步驟在半導(dǎo)體基板上依次形成一襯墊氧化膜與一襯墊氮化膜，其中半導(dǎo)體基板包括一周邊區(qū)域以及一單元區(qū)域，其中該周邊區(qū)域包括一pMOS區(qū)域以及一nMOS區(qū)域；蝕刻襯墊氮化膜、襯墊氧化膜以及欲形成器件隔離膜的半導(dǎo)體基板的一預(yù)定區(qū)域，以形成一溝槽；在溝槽表面上形成一側(cè)壁氧化膜；在包括溝槽與襯墊氮化膜的半導(dǎo)體基板的表面上依次形成一內(nèi)襯氮化膜與一內(nèi)襯氧化膜；至少移除周邊區(qū)域的nMOS與pMOS區(qū)域中pMOS區(qū)域部分的內(nèi)襯氧化膜，以曝露所移除部分的內(nèi)襯氧化膜下的部分內(nèi)襯氮化膜；氧化該內(nèi)襯氮化膜的已曝露部分；在半導(dǎo)體基板上形成一間隙填充氧化膜以填充溝槽；實(shí)施平坦化工序以曝露襯墊氮化膜；以及移除襯墊氮化膜與襯墊氧化膜。


圖1A至1E的斷面圖說(shuō)明了制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的傳統(tǒng)方法。
圖2A至2G的斷面圖說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法的第一具體實(shí)施例。
圖3A至3B的斷面圖說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法的第二具體實(shí)施例。
主要組件符號(hào)說(shuō)明10、100半導(dǎo)體基板20、110襯墊氧化膜30、120襯墊氮化膜40、130溝槽50、140側(cè)壁氧化膜60、150內(nèi)襯氮化膜
70、160內(nèi)襯氧化膜165內(nèi)襯氧化膜圖案80、170間隙填充氧化膜90器件隔離膜1000a、2000a單元區(qū)域1000b、2000b周邊區(qū)域3000apMOS區(qū)域3000bnMOS區(qū)域具體實(shí)施方式
下面將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖2A至2G的斷面圖說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法的第一具體實(shí)施例。
參考圖2A，襯墊氧化膜110與襯墊氮化膜120依次形成于半導(dǎo)體基板100上。半導(dǎo)體基板100包括一單元區(qū)域2000a與一周邊區(qū)域2000b。周邊區(qū)域2000b亦包括一pMOS區(qū)域3000a與一nMOS區(qū)域3000b。
參考圖2B，蝕刻襯墊氮化膜120、襯墊氧化膜110以及半導(dǎo)體基板100的欲形成器件隔離膜的一預(yù)定區(qū)域，以形成溝槽130。
參考圖2C，一側(cè)壁氧化膜140沉積于溝槽130的表面上。之后，內(nèi)襯氮化膜150與內(nèi)襯氧化膜160依次形成于包括溝槽130及襯墊氮化膜120的半導(dǎo)體基板100的整個(gè)表面上。側(cè)壁氧化膜140的厚度優(yōu)選系在20至200的范圍內(nèi)。經(jīng)由在NH3、N2O或NO環(huán)境下的熱處理工序，對(duì)側(cè)壁氧化膜140作進(jìn)一步熱處理。內(nèi)襯氮化膜160的厚度優(yōu)選系在20至100的范圍內(nèi)，并可經(jīng)由在H2環(huán)境下的熱處理工序作進(jìn)一步的熱處理。內(nèi)襯氧化膜的厚度在20至200的范圍內(nèi)。
參考圖2D，形成一光阻膜(圖中未顯示)以覆蓋單元區(qū)域2000a與周邊區(qū)域2000b的nMOS區(qū)域3000b。之后，使用光阻膜作為蝕刻掩模進(jìn)行蝕刻，將pMOS區(qū)域3000a中部分的內(nèi)襯氧化膜160移除，以形成內(nèi)襯氧化膜圖案165。藉由pMOS區(qū)域3000a中內(nèi)襯氧化膜160的移除工序來(lái)曝露pMOS區(qū)域3000a中的內(nèi)襯氮化膜150。
依據(jù)本發(fā)明的第二具體實(shí)施例，如圖3A所示，形成一光阻膜(圖中未顯示)以僅將單元區(qū)域2000a覆蓋，而不覆蓋單元區(qū)域2000a與周邊區(qū)域2000b中的nMOS區(qū)域3000b。之后，使用光阻膜作為蝕刻掩模進(jìn)行蝕刻，將包括pMOS區(qū)域3000與nMOS區(qū)域3000b的周邊區(qū)域2000b中的整個(gè)內(nèi)襯氧化膜160移除，以曝露周邊區(qū)域中的內(nèi)襯氮化膜150。
參考圖2E，氧化內(nèi)襯氮化膜150的已曝露部分。當(dāng)依據(jù)第一項(xiàng)具體實(shí)施例移除pMOS區(qū)域3000a中的內(nèi)襯氧化膜160時(shí)，僅氧化pMOS區(qū)域3000a中的內(nèi)襯氮化膜150。當(dāng)依據(jù)第二項(xiàng)具體實(shí)施例移除包括pMOS區(qū)域3000a及nMOS區(qū)域3000b的周邊區(qū)域2000b中的整個(gè)內(nèi)襯氧化膜160時(shí)，氧化周邊區(qū)域2000b中的整個(gè)內(nèi)襯氮化膜150。優(yōu)選地，該內(nèi)襯氮化膜150的已曝露部分的氧化工序包括一使用等離子的氧化工序。
參考圖2F，在半導(dǎo)體基板100的整個(gè)表面上形成一間隙填充氧化膜170以填充溝槽130。間隙填充氧化膜170優(yōu)選系高密度等離子(High DensityPlasma；HDP)氧化膜。圖2E所示的內(nèi)襯氮化膜150的氧化工序可與HDP氧化膜的形成工序同時(shí)實(shí)施。即，在使用高密度等離子形成HDP氧化膜的工序期間，可使用高密度等離子來(lái)氧化內(nèi)襯氮化膜150的已曝露部分。
參考圖2G，經(jīng)由化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工序?qū)嵤┢教够ば颍云芈兑r墊氮化膜120。之后，將襯墊氮化膜120與襯墊氧化膜110移除，以形成器件隔離膜180。當(dāng)依據(jù)第二具體實(shí)施例移除周邊區(qū)域2000b中的整個(gè)內(nèi)襯氧化膜160時(shí)，即可獲得圖3B中所示的器件隔離膜180。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，在形成器件隔離膜之前，藉由移除周邊區(qū)域中的內(nèi)襯氧化膜來(lái)曝露內(nèi)襯氮化膜，然后再使用等離子將其氧化，以減少所產(chǎn)生的電子阱，從而防止HEIP現(xiàn)象以及HEIP現(xiàn)象導(dǎo)致的半導(dǎo)體器件劣化。此外，無(wú)需增加側(cè)壁氧化膜的厚度便可有效防止HEIP現(xiàn)象，從而防止晶體管的驅(qū)動(dòng)電流及臨界電壓下降及器件的更新特征退化。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法，包括以下步驟在一半導(dǎo)體基板上依次形成一襯墊氧化膜與一襯墊氮化膜，其中該半導(dǎo)體基板包括一周邊區(qū)域以及一單元區(qū)域，該周邊區(qū)域包括一pMOS區(qū)域及一nMOS區(qū)域；蝕刻該襯墊氮化膜、該襯墊氧化膜以及該半導(dǎo)體基板的欲形成一器件隔離膜的預(yù)定區(qū)域，以形成一溝槽；在該溝槽的一表面上形成一側(cè)壁氧化膜；在包括該溝槽與該襯墊氮化膜的該半導(dǎo)體基板的表面上依次形成一內(nèi)襯氮化膜及一內(nèi)襯氧化膜；至少移除該周邊區(qū)域的該nMOS與pMOS區(qū)域中的該pMOS區(qū)域中的部分內(nèi)襯氧化膜，以曝露該內(nèi)襯氧化膜的移除部分下的部分內(nèi)襯氮化膜；氧化該內(nèi)襯氮化膜的已曝露部分；在該半導(dǎo)體基板上形成一間隙填充氧化膜，以填充該溝槽；實(shí)施一平坦化工序以曝露該襯墊氮化膜；以及移除該襯墊氮化膜及該襯墊氧化膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在NH3、N2O或NO環(huán)境下對(duì)該側(cè)壁氧化膜進(jìn)行熱處理的熱處理工序。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在H2環(huán)境下對(duì)該內(nèi)襯氮化膜進(jìn)行熱處理的熱處理工序。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，移除該內(nèi)襯氧化膜的部分的步驟包括形成一光阻膜以覆蓋該單元區(qū)域與該nMOS區(qū)域；以及使用該光阻膜作為一蝕刻掩模來(lái)蝕刻該pMOS區(qū)域中的該內(nèi)襯氧化膜。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，移除該內(nèi)襯氧化膜的部分的步驟包括形成一光阻膜以覆蓋該單元區(qū)域；以及使用該光阻膜作為一蝕刻掩模來(lái)蝕刻包括該nMOS區(qū)域與該pMOS區(qū)域的周邊區(qū)域中的該內(nèi)襯氧化膜。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中氧化該內(nèi)襯氮化膜的已曝露部分的步驟包括使用等離子的氧化工序。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該側(cè)壁氧化膜的厚度在20至200的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該內(nèi)襯氮化膜的厚度在20至100的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該內(nèi)襯氧化膜的厚度在20至200的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該平坦化工序包括一CMP工序。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中氧化該內(nèi)襯氮化膜的已曝露部分的步驟是與使用等離子的HDP氧化膜以形成該間隙填充氧化膜同時(shí)實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種制造半導(dǎo)體器件的器件隔離膜的方法。本發(fā)明在形成器件隔離膜之前，對(duì)藉由蝕刻周邊區(qū)域中的一內(nèi)襯氧化膜而暴露的一內(nèi)襯氮化膜進(jìn)行等離子氧化，以防止產(chǎn)生一電子阱(electron trap)，其會(huì)導(dǎo)致該氧化膜與該氮化膜的接口處發(fā)生電子捕獲，從而導(dǎo)致一HEIP現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK1722403SQ20041010371
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月13日
發(fā)明者李相敦 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司