[发明专利]RFLDMOS厚场氧隔离介质层的结构及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种RFLDMOS厚场氧隔离介质层所需单晶硅的排列结构，及基于该结构的RFLDMOS厚场氧隔离介质层的制作方法。

背景技术

在RFLDMOS（射频横向扩散型金属氧化场效应管）厚场氧隔离介质层工艺中，大面积的厚场氧隔离介质层的形成方法是：首先，通过深沟槽刻蚀，形成单晶硅深沟槽的等间隔排列；然后，通过热氧化过程，把等间隔排列的单晶硅深沟槽全部氧化成二氧化硅，形成大面积的厚场氧隔离介质层。

通常，单晶硅深沟槽都是纵向（或横向）长距离排布，也就是整个深沟槽和单晶硅侧墙的长度很长（有的甚至长达1毫米），如图1所示，这导致二氧化硅生长后，应力在同一个方向长距离聚集，进而导致硅片翘曲（应力情况见表1）。

表1图1结构在热氧化后的应力

  硅柱角度(度)硅片曲率半径（米）  89.6  翘曲  90.6  -30  91.5  -162

倒梯形的单晶硅硅墙虽然会对应力有一定的改善，但由于深沟槽底部尺寸过大，单晶硅硅墙容易在外力作用下断裂，同时，厚场氧隔离层中的孔洞也比较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种RFLDMOS厚场氧隔离介质层的结构，它可以减小应力，避免硅片翘曲或深沟槽断裂。

为解决上述技术问题，本发明的RFLDMOS厚场氧隔离介质层的结构，其场氧所需单晶硅以短棒状长方形单晶硅硅柱的形式周期性等间距排列或错位排列，且硅柱之间以深沟槽分隔。

当场氧最短距离在200微米以内时，场氧所需单晶硅可以直接按场氧最短距离的方向等间距排列，不必分段。

本发明要解决的技术问题之二是提供基于上述结构的RFLDMOS厚场氧隔离介质层的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明的RFLDMOS厚场氧隔离介质层的制作方法，包括以下步骤：

1）在硅衬底上淀积二氧化硅-氮化硅叠层；

2）光刻和干法刻蚀打开场氧区，并进行单晶硅回刻；

3）淀积二氧化硅硬掩膜，进行深沟槽硬掩膜刻蚀，形成深沟槽的图形；

4）刻蚀单晶硅深沟槽，形成周期性等间距或错位排列的短棒状长方形单晶硅硅柱，硅柱间以深沟槽分隔；

5）湿法清洗并刻蚀，去除残留的二氧化硅硬掩膜；

6）进行场氧化；

7）淀积二氧化硅，封住深沟槽内的孔洞，然后去除顶部非场氧区的二氧化硅。

上述单晶硅硅柱的长度在10～20微米，场氧二氧化硅的厚度为硅柱宽度的1.5倍，在硅柱宽度方向的深沟槽宽度为硅柱宽度的1.5～1.8倍，在硅柱长度方向的深沟槽宽度为场氧二氧化硅厚度的0.3～0.5倍。

本发明通过优化场氧所需单晶硅的排列方式，缩短单晶硅在同一方向的长度，改善了热氧化后硅片受到的应力，从而避免了单晶硅深沟槽在后续工艺中受到外力影响而断裂，同时还缩小了场氧中的孔洞，增大了孔洞在后续工艺中不会暴露的工艺窗口。

附图说明

图1是常规RFLDMOS厚场氧隔离介质层工艺中，单晶硅的排列结构示意图。

图2是本发明实施例的RFLDMOS厚场氧隔离介质层的单晶硅的排列结构示意图。

图3是基于图2结构的RFLDMOS厚场氧隔离介质层的制作工艺流程示意图。

图4是本发明的其他实施例中，可以改善应力的4种单晶硅硅柱排列结构示意图。

图中附图标记说明如下：

1：硅衬底

2：深沟槽

3：硅柱

4、7、9、10：二氧化硅