[发明专利]一种晶片结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体结构，特别涉及一种改进的晶片结构及其制造方法。

背景技术

在制造浅沟槽结构(STI)的进程中，经常会发现在晶片上生长比较厚的栅氧化层(gate oxide)，例如厚度＞120A的栅氧化层时，STI的弯角(corner)的栅氧化层厚度会明显低于有源(active)平坦区的栅氧化层的厚度。

如图3所示，半导体衬底(sub)的浅沟槽结构弯角的栅氧化层(STI cornerGOX)的厚度为10.7nm，而有源区的平坦处的厚度为15.3，浅沟槽结构弯角的栅氧化层的厚度仅为有源平坦区的厚度的70％，出现缺角(divot)我们称之为浅沟槽结构弯角的氧化层变薄。从而造成栅氧化层质量下降，甚至是可靠性下降。

经分析后发现这种现象主要两个原因造成：

1)STI弯角的晶向与有源平坦区的晶向不同及STI弯角的压力造成生长栅氧化层时，SSTI弯角的栅氧化层生长表速率会比有源平坦区慢；

2)过深的STI缺角深度会造成STI弯角漏出太多，也会加剧这一现象的发生。

增加STI线性氧化层(liner oxide)的厚度的优点在于可以解决浅沟槽结构弯角的氧化层变薄的现象。

现有的制造STI的进程的步骤如图1a-1c所示，具体为：

步骤1，提供一种至少具有半导体基底11、阻挡层12和介电层13的结构，在该结构上提供图案化的光阻14，如图1a所示；

步骤2，以该光阻14为光罩层进行蚀刻，形成浅沟槽结构，而后去除该图案化的光阻14，如图1b所示；

步骤3，生长线性氧化物层15。

如图4所示，当线性氧化层厚度从150A增加到500A后，浅沟槽结构弯角的氧化层相对于有源平坦区的百分比从70％提高到了110％。但是生长线性氧化层时会消耗一定量的作为衬底的硅，当线性氧化层厚度从150A增加到500A后，有源区的临界尺寸CD大约会缩小30nm左右，从而造成装置，尤其是高压装置的性能改变。如果要保持有源区的CD不变，就要增加ADI的CD，又会遇到氮化硅黄光制程中产生的稳定性能力SIN photo window的问题。

发明内容

鉴于上述，需要一种新的晶片制造方法，可以在保持STI线性氧化层的厚度的同时不会影响氮化硅黄光制程中产生的稳定性能力SIN photowindow的问题。

本发明提出了一种晶片结构的制造方法，包括以下步骤：

步骤1，提供一种具有半导体基底、阻挡层和介电层的结构；

步骤2，在步骤1的结构上提供图案化的光阻；

步骤3，以该光阻为光罩层进行蚀刻，形成浅沟槽结构，而后去除该图案化的光阻；

步骤4，沉积第一氧化物层，该第一氧化物层覆盖包括浅沟槽结构的基底表面；

步骤6，再沉积一层氮化物层；

步骤7，在该结构的预定的低压区沉积一层光阻，而后以该光阻为光罩层蚀刻该结构的预定的高压区，去除预定的高压区的氮化物层，再去除光阻；

步骤8，在预定的高压区和预定的低压区生长第二氧化物层。

其中，该第一氧化物层的厚度为100A-200A。

其中，该第一氧化物层的厚度为150A。

其中，该氮化物层的厚度为60A-90A。

其中，高压区的第二氧化物层的厚度为500A。

其中，步骤7具体为在氮化物层沉积之后，在低压区的结构表面沉积光阻，该光阻仅覆盖低压区，暴露高压区的线性氮化物层，蚀刻暴露的高压区的线性氮化物层，去除高压区的线性氮化物层，保留低压区的线性氮化物层，而后去除光阻。

其中，步骤8中通过将具有该结构的晶片送入炉管高温烘烤，以生长第二氧化物层。

其中，步骤7中，低压区根据该结构的需求、通过Boolean算法得到。

本发明还提出了一种根据前述制造方法制造的晶片结构，包括：

半导体基底，半导体基底上的阻挡层，阻挡层上的介电层，从介电层蚀刻到达半导体基底的浅沟槽结构，该晶片结构所具有的预定的高压区和预定的低压区，位于预定的高压区表面的高压区氧化物层和位于预定的低压区表面的从下至上的第一低压区氧化物层、氮化物层和第二低压区氧化物层。

本发明的有益效果在于，增加的一道工序，即可以提高STI线性氧化物层的厚度，解决高压区STI弯角氧化物变薄的问题，又不会遇到氮化硅黄光制程中产生的稳定性能力SIN photo window的问题。