[发明专利]一种改善厚栅氧化物形貌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种改善厚栅氧化物形貌的方法。

背景技术

高压集成电路的工艺流程中，高压器件为了经受更大的栅极电压而需要比一般的MOS结构更厚的栅氧化物，通常在几十纳米到一百纳米以上。但在实际工艺中，高压器件的厚栅极氧化层生长会引入额外的高温长时间热过程和湿法蚀刻过程，导致相关粒子注入条件的变化，硅基板应力变化诱发的净额缺陷发生及表面硅消耗，更厚的栅氧化物形貌和质量也会受机台和工艺流程的限制，有源区边角处（靠近STI）很容易形成尖角，栅氧化物边角处相对内部也会更薄，这会严重影响到后期栅氧化物的可靠性测试。造成这种现象的原因主要是晶向的不同造成栅氧化物生长速率不同，以及有源区侧墙与氧化气体接触不充分。

中国专利（CN102403273A）公开了一种在SONOS结构（硅/氧化膜/氮化膜/氧化膜/硅）的非挥发性存储器制造工艺中生长用于高压金属氧化物半导体器件厚栅极氧化物的方法，该方法通过利用非挥发性存储器件中作电荷存储的氧化膜/氮化膜/氧化膜作为高压厚栅极氧化层所用的硬质掩膜。

中国专利（CN10749346A）公开了一种生长用于高压金属氧化物半导体器件厚栅极氧化层的方法，该方法通过氮化硅层作为硬质掩膜，在确保厚栅极氧化层膜厚的同时，避免高压栅极氧化过程中低压器件及非挥发性存储器器件电特性及可靠性性能变化。

通过该专利的方法提高了样品提取的成功率，但并未对样品进行再制备。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种通过增大浅沟槽隔离凹陷区宽度和深度的方法改善厚栅氧化物形貌的方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

提供一半导体结构，所述半导体结构包括有源区、覆盖于所述有源区表面的衬垫氧化层和隔离所述有源区的浅沟槽；

在所述浅沟槽中填入绝缘材料，并进行化学机械抛光，以形成顶部具有凹陷区的浅沟槽隔离结构；

采用湿法刻蚀去除所述衬垫氧化层，并使所述凹陷区的宽度和深度增加，以暴露出部分的有源区的侧壁；

继续制备厚栅氧化物。

所述的改善厚栅氧化物形貌的方法，其中，在一衬底的表面依次形成一衬垫氧化层和一氮化物层，在所述氮化物层中形成开口并向下刻蚀，形成所述半导体结构。

所述的改善厚栅氧化物形貌的方法，其中，通过高纵深比填沟工艺在所述浅沟槽中填入绝缘材料。

所述的改善厚栅氧化物形貌的方法，其中，所述绝缘材料为二氧化硅。

所述的改善厚栅氧化物形貌的方法，其中，在所述浅沟槽中填入绝缘材料后，进行化学机械抛光，去除剩余的氮化物层。

所述的改善厚栅氧化物形貌的方法，其中，通过多次湿法刻蚀使所述凹陷区的宽度和深度增加。

所述的改善厚栅氧化物形貌的方法，其中，通过热氧化生长的方式制备所述厚栅氧化物。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

通过本发明的方法能够在集成电路的制造过程中，使得氧化过程中气体与有源区的侧墙得到充分接触，防止有源区尖角的形成。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是本发明方法实施例中形成浅沟槽隔离结构的器件结构示意图；

图2是本发明方法实施例中在浅沟槽隔离结构中形成凹陷的器件结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种通过增大浅沟槽隔离凹陷区宽度和深度的方法改善厚栅氧化物形貌的方法，可应用于技术节点为65/55nm的工艺中；可应用于以下技术平台中：Logic。

本发明的核心思想是与晶圆在栅氧化物生长前，适当增加湿法清洗的次数以增加浅沟槽隔离凹陷区的宽度和深度，使得氧化过程中气体与有源区的侧墙得到充分接触，防止有源区尖角的形成。

本发明的实施方式为在一硅衬底上覆盖衬垫氧化层，并在衬垫氧化层上再覆盖一层氮化物层，然后在衬底上刻蚀出浅沟槽隔离形成有源区。

再在浅沟槽中填充绝缘材料，并使用化学机械抛光工艺，去除氮化物层，同时形成绝缘材料顶端具有凹陷区的浅沟槽隔离结构。

最后通过湿法清洗工艺去除衬垫氧化层，并使填充绝缘材料顶端凹陷区的深度宽度增加，使有源区的侧壁部分暴露。然后制备厚栅氧化物。

下面结合附图1-2对本发明方法进行详细说明。