一种改善的氮氧化硅去除的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810179204.0

申请日:

2008.11.27

公开号:

CN101740512A

公开日:

2010.06.16

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H01L 21/8234公开日:20100616|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 21/8234申请日:20081127|||公开

IPC分类号:

H01L21/8234

主分类号:

H01L21/8234

申请人:

和舰科技(苏州)有限公司

发明人:

何荣; 曾令旭; 李秋德; 朱作华

地址:

215025 江苏省苏州市苏州工业园区星华街333号

优先权:

专利代理机构:

北京连和连知识产权代理有限公司 11278

代理人:

张春媛

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内容摘要

本发明提供了一种改善的氮氧化硅去除的方法,包括以下步骤:步骤1,提供一半导体衬底;步骤2,在半导体衬底上设置浅沟槽隔离结构,区分半导体衬底中的有源区;步骤3,在半导体衬底上沉积介电层并去除部分介电层,使介电层仅位于有源区上方;步骤4,沉积多晶硅和氮氧化硅并去除其中的一部分,蚀刻后的多晶硅至少位于介电层上;步骤5,再沉积一层氧化物,而后蚀刻去除平坦部位的氧化物,保留多晶硅侧壁的氧化物;步骤6,去除氮氧化硅。本发明的有益效果为,可以仅多加一道步骤,可以在多晶体的两侧形成类似侧间隙壁的结构,从而有效的保护多晶体的外围不受SiON的蚀刻的影响,提高元件的性能。

权利要求书

1: 一种改善的氮氧化硅去除的方法,包括以下步骤: 步骤1,提供一半导体衬底; 步骤2,在半导体衬底上设置浅沟槽隔离结构,区分半导体衬底中的有源区; 步骤3,在半导体衬底上沉积介电层并去除部分介电层,使介电层仅位于有源区上方; 步骤4,沉积多晶硅和氮氧化硅并去除其中的一部分,蚀刻后的多晶硅至少位于介电层上; 步骤5,再沉积一层氧化物,而后蚀刻去除平坦部位的氧化物,保留多晶硅侧壁的氧化物; 步骤6,去除氮氧化硅。
2: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于上述步骤3中的介电层位于有源区上方,但不覆盖全部有源区。
3: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤5中,沉积一层氧化物具体为四乙基氧硅烷的低压化学气相沉积。
4: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤4具体为:沉积一层多晶硅,在多晶硅上沉积一层氮氧化硅,而后在氮氧化硅上方形成图案化的光阻,以该光阻为掩膜蚀刻去除暴露部分的氮氧化硅与多晶硅,蚀刻后的多晶硅至少位于介电层上。
5: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤6中,利用热磷酸蚀刻氮氧化硅,保留在多晶硅侧壁的氧化物在该蚀刻过程中不被热磷酸蚀刻,保护多晶硅的侧面。
6: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于氮氧化硅的厚度为250-350A。
7: 根据权利要求1所述的方法,其特征在于介电层的材料为经过干氧或湿氧方式生长的二氧化硅。

说明书


一种改善的氮氧化硅去除的方法

    【技术领域】

    本发明涉及一种半导体结构的制造方法,特别涉及一种改善的氮氧化硅去除的方法。

    背景技术

    在半导体制造过程中,通常要使用氮氧化硅(SiON)作为多晶体上光阻材料的底部抗反射涂层(BARC,Bottom Anti-Reflective Coating),以提高多晶体线宽的精准度和均匀度。但是,在进行多晶体的对准和蚀刻之后,由于后续的过程,例如钴金属硅化物(Co salicide)工艺等,需要将SiON去除,所以目前常用的方法是在多晶硅蚀刻完成后,再加入一道利用热磷酸等蚀刻剂去除SiON的步骤。如图1-3所示,图1表示全新的晶片经过浅沟槽隔离工艺,阱区植入,栅氧化层生长,多晶硅沉积,氮氧化硅沉积,然后以光阻作为掩膜,蚀刻去除部分多晶硅和SiON之后,但尚未去除作为掩膜的光阻之前的结构,包括衬底11,有源区12,浅沟槽结构13,介电层14,多晶硅层15,SiON层16,光阻层17,此时SiON层16上仍然沉积有光阻结构,而多晶硅层15的侧边已暴露出来。而后进行蚀刻去除SiON层16的步骤,由于蚀刻剂对暴露的多晶硅层15中的多晶硅材料的外形的影响,蚀刻完成后有可能会出现如图2所示的脖颈(necking)现象,在多晶硅层15的侧面形成凹部,如同脖颈一样,或者出现如图3所示的下部缺口(under cut)现象,在多晶硅层15的侧面下方形成缺口,使得部分介电层14暴露出来,这样会影响到最后得到的装置的性能,甚至造成产量的降低。

    【发明内容】

    鉴于上述问题,目前迫切需要一种方法,可以在方便地去除半导体结构上的氮氧化硅的同时,不会对多晶体造成损坏的方法。

    鉴于上述,本发明提供了一种改善的氮氧化硅去除的方法,包括以下步骤:

    步骤1,提供一半导体衬底;

    步骤2,在半导体衬底上设置浅沟槽隔离结构,区分半导体衬底中的有源区;

    步骤3,在半导体衬底上沉积介电层并去除部分介电层,使介电层仅位于有源区上方;

    步骤4,沉积多晶硅和氮氧化硅并去除其中的一部分,蚀刻后的多晶硅至少位于介电层上;

    步骤5,再沉积一层氧化物,而后蚀刻去除平坦部位的氧化物,保留多晶硅侧壁的氧化物;

    步骤6,去除氮氧化硅。

    其中,步骤3中的介电层位于有源区上方,但不覆盖全部有源区。

    其中,步骤5中,沉积一层氧化物具体为四乙基氧矽烷的低压化学气相沉积。

    其中,步骤4具体为:沉积一层多晶硅,在多晶硅上沉积一层氮氧化硅,而后在氮氧化硅上方形成图案化的光阻,以该光阻为掩膜蚀刻去除暴露部分的氮氧化硅与多晶硅,蚀刻后的多晶硅至少位于介电层上。

    其中,步骤6中,利用热磷酸蚀刻氮氧化硅,保留在多晶硅侧壁的氧化物在该蚀刻过程中不被热磷酸蚀刻,保护多晶硅的侧面。

    其中,氮氧化硅的厚度为250-350A。

    本发明的有益效果为,可以仅多加一道步骤,可以在多晶体的两侧形成类似侧间隙壁的结构,从而有效的保护多晶体的外围不受SiON的蚀刻的影响,提高元件的性能。

    下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言,从对本发明的详细说明中,本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

    【附图说明】

    图1为本发明一实施例的未去除SiON前的结构的示意图。

    图2和图3为本发明一较佳实施例的出现损坏的多晶硅的结构示意图。

    图4为本发明一实施例的沉积氧化物之后的结构的示意图。

    图5为本发明一实施例的去除氧化物之后地结构的示意图。

    图6为本发明一实施例的去除SiON之后的结构的示意图。

    【具体实施方式】

    下面结合附图和具体实施例对本发明所述的去除SiON的方法作进一步的详细说明。

    如图1、4、5、6所示,本发明提出的一种改善的氮氧化硅去除的方法,包括以下步骤:

    首先,提供一半导体衬底11,该半导体衬底11上设置有浅沟槽隔离结构(STI)12,用以区分半导体衬底11中的有源区13。该半导体衬底11为业界通用的半导体衬底,可以由硅构成,该半导体衬底11中可以具有多种不同的结构,以便用于形成不同的电子器件,例如,该浅沟槽隔离结构中可以填充有氧化物或其他合适的物质,也可以有各种阱区的植入,植入有各种离子的阱区等等,或是在存储器的制造过程中的带有两层的多晶硅结构的半导体衬底。只要是具有SiON的半导体衬底便可以实施本方法。

    而后,在半导体衬底11上沉积介电层14,该介电层用作阻挡层,而后通过蚀刻等方式去除部分介电层14,使介电层14仅位于有源区13上方,也就是位于有源区13上方,但不覆盖全部有源区13,有源区13的边缘已经暴露,而在浅沟槽隔离结构的上方,没有介电层,该介电层14的材料可以是经过干氧或湿氧方式生长的SiO2,而去除介电层14的方法可以是干蚀刻,也可以是湿蚀刻。

    再沉积一层多晶硅15,当然也可以是其他类型的多晶体,仅以目前常用的多晶硅为例,而后,再在多晶硅15上沉积一层SiON16,SiON16的厚度为250-350A,SiON通常是通过PECVD的方式沉积的,当然也可以是通过其它方式沉积的,例如LPCVD,而后在SiON16上方形成图案化的光阻17,光阻17的图案可以是任意合适的图案,只要可以使剩下的部位达到所需的形状即可,在该实施例中,光阻17保留了STI12上方的部分多晶硅15和SiON16,和介电层14上方的多晶硅15和SiON16;该光阻可以是合适形式的光阻材料,例如G01或5315光阻,而后,以光阻17为掩膜蚀刻去除未被光阻覆盖的、暴露部分的SiON16与多晶硅15,蚀刻后的多晶硅15位于介电层14上和STI12上,当然也可以位于其他位置,仅以图中表示的做说明。

    而后,沉积一层氧化物18,例如四乙基氧矽烷的低压化学气相沉积(LP-TEOS),厚度大约200-300A,该层氧化物18覆盖包括多晶硅15、STI12、有源区13、SiON16的衬底上的全部区域,或者是所需区域,而后通过例如干蚀刻的方式去除平坦部位的氧化物,但是在之前的沉积氧化物时,由于所需图形的差异,侧壁的氧化物沉积的厚度会比平坦区的氧化物厚,从而蚀刻时会保留多晶硅15侧壁的氧化物,与形成氮化硅间隙壁的过程类似。

    最后,去除SiON16,可以选择利用热磷酸蚀刻SiON16,由于热磷酸仅蚀刻SiON,不会蚀刻氧化物,所以去除SiON时不会危害多晶硅的侧壁,保留在多晶硅15侧壁的氧化物在该蚀刻过程中由于不被热磷酸蚀刻,使得该氧化物保护了多晶硅15的侧面。

    以上方法可以用于多种制程,例如0.13μm的制程,还可以通过调整例如LP-TEOS沉积的时间来调整沉积的厚度,在多晶硅的两侧形成off-spacer,除了保护多晶硅的外形,还会提高元件的性能,尤其是小尺寸栅极尺寸小于0.15um的元件。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用来限定本发明的实施范围;如果不脱离本发明的精神和范围,对本发明进行修改或者等同替换的,均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。

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本发明提供了一种改善的氮氧化硅去除的方法,包括以下步骤:步骤1,提供一半导体衬底;步骤2,在半导体衬底上设置浅沟槽隔离结构,区分半导体衬底中的有源区;步骤3,在半导体衬底上沉积介电层并去除部分介电层,使介电层仅位于有源区上方;步骤4,沉积多晶硅和氮氧化硅并去除其中的一部分,蚀刻后的多晶硅至少位于介电层上;步骤5,再沉积一层氧化物,而后蚀刻去除平坦部位的氧化物,保留多晶硅侧壁的氧化物;步骤6,去除氮。

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