本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多晶硅柵極的生長(zhǎng)方法。

背景技術(shù)：

隨著集成電路工藝的快速發(fā)展，要求電路集成化越來(lái)越高，尺寸越來(lái)越小，特別是到了28nm Poly SiON(多晶氮氧化硅)工藝節(jié)點(diǎn)，不僅要求保障芯片在低壓下工作的穩(wěn)定性，而且要求保障器件的均勻性。于是，對(duì)模塊工藝、薄膜的厚度的均勻性以及關(guān)鍵尺寸的均勻性的要求就變得更為嚴(yán)苛。

請(qǐng)參閱附圖1和附圖2，附圖1是現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅柵極的生長(zhǎng)過(guò)程流程圖，附圖2a-2c是現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅柵極的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，目前的多晶硅柵極的生長(zhǎng)工藝過(guò)程主要包括：首先，提供一半導(dǎo)體襯底100，如圖2a所示。然后，在所述襯底上形成淺溝槽隔離區(qū)11，其余區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)，用二氧化硅填充淺溝槽隔離區(qū)11，之后，在有源區(qū)上表面生長(zhǎng)一層?xùn)艠O氧化層(圖中未標(biāo)記)；該步驟中，因?yàn)闇\溝槽填充的二氧化硅在后續(xù)刻蝕工藝中會(huì)被部分消耗，為了避免產(chǎn)生漏電，工藝要求淺溝槽隔離區(qū)需要高出半導(dǎo)體襯底上表面100埃左右，如圖2b所示。接下來(lái)，采用傳統(tǒng)沉積工藝方法形成多晶硅柵極101，如圖2c所示。由于淺溝槽隔離區(qū)高出一臺(tái)階高度，所以，在柵極沉積后表面仍然存在這樣的高度差異，導(dǎo)致形成的柵極圖案的高度以及關(guān)鍵尺寸的均勻性都很差。通常，會(huì)通過(guò)光學(xué)臨近修正方法(Optical Proximity Correction,OPC)來(lái)改善尺寸均勻性的問(wèn)題，但高度差是無(wú)法改變的。因此，后續(xù)模塊工藝、薄膜的厚度的均勻性以及關(guān)鍵尺寸的均勻性都受到影響，降低了產(chǎn)品的成品率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種柵極選擇性沉積方案，即在有源區(qū)薄的氧化物和溝槽隔離區(qū)厚的氧化物上有選擇性的沉積多晶硅柵極，降低多晶硅柵極在有源區(qū)和溝槽隔離區(qū)的高度差，提高器件的均勻性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多晶硅柵極的生長(zhǎng)方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一半導(dǎo)體襯底；

步驟S02：在所述襯底上形成淺溝槽隔離區(qū)，其它區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)，之后，用二氧化硅填充所述淺溝槽隔離區(qū)直至高于所述有源區(qū)上表面，形成一具有一定高度的臺(tái)階，在所述有源區(qū)上表面生長(zhǎng)一層?xùn)艠O氧化層；

步驟S03：采用選擇性沉積工藝方法生長(zhǎng)第一柵極，且第一柵極的厚度大于等于所述臺(tái)階的高度；

步驟S04：采用傳統(tǒng)沉積工藝方法生長(zhǎng)第二柵極。

優(yōu)選地，步驟S03中，所述選擇性沉積工藝使用的主要?dú)怏w原料為SiH₂Cl₂和HCl，溫度為600～700℃。

優(yōu)選地，步驟S02中，所述淺溝槽隔離區(qū)的深度為2000～3000埃。

優(yōu)選地，步驟S02中，所述柵極氧化層的厚度為15～25埃。

優(yōu)選地，步驟S02中，所述臺(tái)階的高度為50～150埃。

優(yōu)選地，步驟S03中，所述第一柵極的厚度為100～200埃。

優(yōu)選地，步驟S04中，所述第二柵極的厚度為400～600埃。

優(yōu)選地，步驟S02中，采用化學(xué)氣相沉積法填充所述二氧化硅。

優(yōu)選地，步驟S04中，所述傳統(tǒng)沉積工藝為高溫化學(xué)氣相沉積法，所使用的主要?dú)怏w為SiH₄，溫度為500～700℃。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過(guò)采用選擇性沉積工藝方法在有源區(qū)薄的氧化物和溝槽隔離區(qū)厚的氧化物上有選擇性的沉積第一柵極，使在初始階段有源區(qū)上的生長(zhǎng)速率大大快于溝槽區(qū)的生長(zhǎng)速率，當(dāng)?shù)谝粬艠O的生長(zhǎng)厚度大于等于溝槽區(qū)高于有源區(qū)的臺(tái)階高度時(shí)，切換生長(zhǎng)工藝，再采用傳統(tǒng)工藝生長(zhǎng)第二柵極，完成多晶硅柵極的生長(zhǎng)，從而，降低了多晶硅柵極在有源區(qū)和溝槽隔離區(qū)高度差，保證了工藝的可控性與可靠性，提高器件的均勻性。因此，本發(fā)明具有顯著特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅柵極的生長(zhǎng)過(guò)程流程圖；

圖2a-2c是現(xiàn)有技術(shù)的多晶硅柵極的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的多晶硅柵極的生長(zhǎng)過(guò)程流程圖；

圖4a-4d是本發(fā)明的多晶硅柵極的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，在下述的具體實(shí)施方式中，在詳述本發(fā)明的實(shí)施方式時(shí)，為了清楚地表示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以便于說(shuō)明，特對(duì)附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進(jìn)行了局部放大、變形及簡(jiǎn)化處理，因此，應(yīng)避免以此作為對(duì)本發(fā)明的限定來(lái)加以理解。

在以下本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，請(qǐng)參閱圖3和圖4a-4d，圖3是本發(fā)明的多晶硅柵極的生長(zhǎng)過(guò)程流程圖，圖4a-4d是本發(fā)明的多晶硅柵極的生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供的一種多晶硅柵極的生長(zhǎng)方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一半導(dǎo)體襯底。

該步驟中，半導(dǎo)體襯底200可以為原始的或外延的半導(dǎo)體材料，包括純單晶硅、p型硅、n型硅、Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料以及在上述材料中包含電子器件(柵極、源漏極、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu))的半導(dǎo)體材料等。

步驟S02：在所述襯底200上形成淺溝槽隔離區(qū)21，其它區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)，用二氧化硅填充所述淺溝槽隔離區(qū)21直至高于所述有源區(qū)上表面，形成一具有一定高度的臺(tái)階22，在所述有源區(qū)上表面生長(zhǎng)一層?xùn)艠O氧化層(圖中未標(biāo)記)。

該步驟中，首先，在襯底200上形成淺溝槽隔離區(qū)21，淺溝槽隔離區(qū)21的深度為2000～3000埃。襯底200上除去淺溝槽隔離區(qū)21的其它區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)。其次，采用化學(xué)氣相沉積法用二氧化硅為原料填充淺溝槽隔離區(qū)21，直至高于有源區(qū)上表面，形成一具有一定高度的臺(tái)階22。這是因?yàn)樵诤罄m(xù)的刻蝕工藝，淺溝槽隔離區(qū)內(nèi)填充的二氧化硅也會(huì)被刻蝕劑消耗，若填充的二氧化硅不高出一臺(tái)階，當(dāng)被刻蝕劑消耗時(shí)，填充的二氧化硅上表面內(nèi)凹，增加?xùn)艠O氧化層暴露和被刻蝕的幾率，導(dǎo)致漏電，降低了產(chǎn)品的成品率。優(yōu)選地，臺(tái)階的高度為50～150埃。然后，采用高溫?zé)嵘L(zhǎng)的方法在淺溝槽隔離區(qū)21的側(cè)壁及底部以及有源區(qū)上表面生長(zhǎng)一層?xùn)艠O氧化層，該柵極氧化層為絕緣材料，具有很高的電阻，與柵極、漏極及源極一起構(gòu)成電子元件。本實(shí)施例中，該柵極氧化層的厚度為15～25埃。

步驟S03：采用選擇性沉積工藝方法生長(zhǎng)第一柵極201，且第一柵極201的厚度大于等于所述臺(tái)階22的高度。

該步驟中，采用選擇性沉積工藝方法生長(zhǎng)第一柵極201，即在有源區(qū)薄的氧化物和溝槽隔離區(qū)厚的氧化物上有選擇性的沉積多晶硅柵極，使在初始階段有源區(qū)上的生長(zhǎng)速率大大快于溝槽區(qū)的生長(zhǎng)速率，依靠不同的生長(zhǎng)速率抹平原有的臺(tái)階高度差。通常，選擇性沉積工藝所使用的主要?dú)怏w為SiH₂Cl₂(DCS)，HCl等，溫度為600～700℃，形成第一柵極201的厚度與臺(tái)階22的高度相匹配，約大于等于臺(tái)階22的高度，優(yōu)選為100～200埃。

步驟S04：采用傳統(tǒng)沉積工藝方法生長(zhǎng)第二柵極202。

該步驟中，在步驟S03的基礎(chǔ)上，再采用傳統(tǒng)沉積工藝，即生長(zhǎng)速率相同，在第一柵極201上面繼續(xù)多晶硅的第二柵極202，至此，完成多晶硅柵極的生長(zhǎng)。優(yōu)選地，傳統(tǒng)沉積工藝為高溫化學(xué)氣相沉積法，所使用的主要?dú)怏w為SiH₄，溫度為500～700℃，第二柵極的厚度為400～600埃。整個(gè)柵極，即第一柵極和第二柵極的和，其高度為600～800埃。

綜上所述，本發(fā)明通過(guò)采用選擇性沉積工藝方法在有源區(qū)薄的氧化物和溝槽隔離區(qū)厚的氧化物上有選擇性的沉積第一柵極，使在初始階段有源區(qū)上的生長(zhǎng)速率大大快于溝槽區(qū)的生長(zhǎng)速率，當(dāng)?shù)谝粬艠O的生長(zhǎng)厚度大于等于溝槽區(qū)高于有源區(qū)的臺(tái)階高度時(shí)，切換生長(zhǎng)工藝，再采用傳統(tǒng)工藝生長(zhǎng)第二柵極，完成多晶硅柵極的生長(zhǎng)。本發(fā)明降低了多晶硅柵極在有源區(qū)和溝槽隔離區(qū)高度差，保證了工藝的可控性與可靠性，提高器件的均勻性。

以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。因此，凡是運(yùn)用本發(fā)明的說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。