專利名稱：減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種形成隔離元件的方法，特別是一種形成淺溝槽隔離元件的方法，用以減少對主動區(qū)域的應(yīng)力效應(yīng)及侵蝕。
背景技術(shù)：
在集成電路制程中使用淺溝槽隔離(shallow-trench isolation)技術(shù)來隔離元件是常用的做法。一般而言，在一半導(dǎo)體底材上使用氮化硅作為遮罩，使用非等向性蝕刻制程來形成陡峭的溝槽。接著，以氧化物填滿溝槽以形成淺溝槽隔離元件，其表面是與底材的表面具有同一水平高度。
圖1A至圖1D為傳統(tǒng)方法形成淺溝槽隔離的剖面示意圖。參照圖1A所示，在硅底材110上形成一墊氧化層(pad oxide layer)122以保護(hù)硅底材110，此墊氧化層122在形成閘氧化層之前被移除。接著，以化學(xué)氣相沉積法在墊氧化層122上形成一氮化硅層124。接著，以一具有圖案的光阻層128作為遮罩在硅底材110上進(jìn)行蝕刻程序以在硅底材110上形成若干溝槽結(jié)構(gòu)130，在蝕刻后移除光阻層128。
參照圖1B，以熱氧化的方法在溝槽結(jié)構(gòu)130的側(cè)壁上形成側(cè)壁氧化層131，接著，在硅底材110的表面及溝槽結(jié)構(gòu)130中填上一氧化硅層132。
參照圖1C，在密質(zhì)化過程(densification process)，例如濕氧側(cè)壁再氧化以形成淺溝槽隔離元件134后，以化學(xué)機(jī)械研磨方法移除在氮化硅層124上的氧化硅層132。
參照圖1D，利用熱磷酸剝除氮化硅層124。
然而，將上述的傳統(tǒng)方法應(yīng)用到較高集成電路制造，例如0.25微米制程時，應(yīng)力是一考慮的因素。舉例來說，濕氧側(cè)壁在氧化方法可能對元件的主動區(qū)域造成應(yīng)力損害及侵蝕，進(jìn)而導(dǎo)致電流的降低及可靠度的劣化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在形成淺溝槽隔離元件過程中降低隔離元件對主動區(qū)域的應(yīng)力效應(yīng)和侵蝕效應(yīng)的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，其特點(diǎn)是，所述方法包括提供一半導(dǎo)體底材，所述半導(dǎo)體底材具有至少一溝槽結(jié)構(gòu)于其上；以一絕緣材料填滿所述溝槽結(jié)構(gòu)以形成所述隔離元件；及干氧化處理所述隔離元件，借以減緩所述隔離元件的所述側(cè)壁的氧化速率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，其特點(diǎn)是，所述方法包括提供一半導(dǎo)體底材；形成至少一溝槽結(jié)構(gòu)于所述半導(dǎo)體底材上，所述溝槽結(jié)構(gòu)并介于所述主動區(qū)域之間；第一氧化處理所述溝槽結(jié)構(gòu)；沉積一絕緣層于所述溝槽結(jié)構(gòu)中以形成所述隔離元件；及第二氧化處理所述隔離元件，所述第二氧化處理是于包含氮?dú)獾囊画h(huán)境中進(jìn)行，借以減少所述隔離元件于所述主動區(qū)域的應(yīng)力效應(yīng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明又一方面的一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，其特點(diǎn)是，所述方法包括提供一硅底材；形成至少一溝槽結(jié)構(gòu)于所述硅底材上，并介于所述主動區(qū)域之間，所述溝槽結(jié)構(gòu)具有一側(cè)壁；氧化處理所述側(cè)壁；沉積一絕緣層于所述溝槽結(jié)構(gòu)中以形成所述隔離元件；及再氧化處理所述側(cè)壁，所述再氧化處理是于包含氮?dú)獾囊画h(huán)境中進(jìn)行。
采用本發(fā)明的上述方案，可以減緩隔離元件的所述側(cè)壁的氧化速率進(jìn)而可以減少隔離元件對于鄰近的主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。


圖1A至圖1D為以傳統(tǒng)方法形成淺溝槽隔離元件的一連串剖面示意圖；及圖2A至圖2E為以本發(fā)明方法形成淺溝槽隔離元件的一連串剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)可被廣泛地應(yīng)用到許多半導(dǎo)體設(shè)計(jì)中，并且可利用許多不同的半導(dǎo)體材料制作，當(dāng)本發(fā)明以一較佳實(shí)施例來說明本發(fā)明方法時，熟悉本領(lǐng)域的人士應(yīng)理解到許多的步驟可以改變，材料及雜質(zhì)也可替換，這些一般的替換無疑地也不脫離本發(fā)明的精神及范疇。
其次，本發(fā)明用示意圖詳細(xì)描述如下，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時，表示半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面圖并未按比例而進(jìn)行局部放大以利說明。此外，在實(shí)際的制作中，應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
在此實(shí)施例中，揭示一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，其至少包括提供一半導(dǎo)體底材；形成至少一溝槽結(jié)構(gòu)于半導(dǎo)體底材上，并介于主動區(qū)域之間；第一氧化處理溝槽結(jié)構(gòu)；沉積一絕緣層于溝槽結(jié)構(gòu)中以形成隔離元件；及第二氧化處理隔離元件，第二氧化處理系于包含氮?dú)獾囊画h(huán)境中進(jìn)行，借以減少隔離元件于所述主動區(qū)域的應(yīng)力及侵蝕效應(yīng)。
本發(fā)明的一實(shí)施例參照圖2A至圖2E。首先根據(jù)圖2A，提供一半導(dǎo)體底材10，例如硅底材，于其上形成一墊氧化層22以保護(hù)半導(dǎo)體底材10。利用化學(xué)氣相沉積的方法在墊氧化層22上形成一氮化硅層24。在氮化硅層24上形成一具有圖案的光阻層28以作為遮罩。
接著，參照圖2B，對氮化硅層24、墊氧化層22及半導(dǎo)體底材10進(jìn)行蝕刻步驟以在半導(dǎo)體底材上形成一溝槽結(jié)構(gòu)30。光阻層28于蝕刻步驟完成后移除。
參照圖2C，以熱氧化過程在溝槽結(jié)構(gòu)30的側(cè)壁上形成一側(cè)壁氧化層31。接著，參照圖2D，一氧化硅層32填入溝槽結(jié)構(gòu)30及氮化硅層24上。然后參照圖2E，為本發(fā)明的關(guān)鍵步驟，以干氧側(cè)壁再氧化的方法取代傳統(tǒng)的濕氧方法進(jìn)行氧化硅層32的密質(zhì)化過程。在干氧側(cè)壁再氧化的方法中使用氮?dú)馊〈鷼錃?，這樣可降低溝槽結(jié)構(gòu)側(cè)壁再氧化的速率。再氧化速率的遲緩可以減少不希望的氧化層的成長厚度，這些不希望的氧化層可能造成主動區(qū)域的侵蝕及應(yīng)力效應(yīng)。接著，在密質(zhì)化過程后以化學(xué)機(jī)械研磨方法進(jìn)行氧化硅層32的平坦化，由此變形成淺溝槽隔離元件34。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在本發(fā)明的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，其特征在于，所述方法包括提供一半導(dǎo)體底材，所述半導(dǎo)體底材具有至少一溝槽結(jié)構(gòu)于其上；以一絕緣材料填滿所述溝槽結(jié)構(gòu)以形成所述隔離元件；及干氧化處理所述隔離元件，借以減緩所述隔離元件的所述側(cè)壁的氧化速率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的絕緣材料至少包括氧化硅。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的干氧化處理于包含氮?dú)獾囊画h(huán)境中進(jìn)行。
4.一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，其特征在于，所述方法包括提供一半導(dǎo)體底材；形成至少一溝槽結(jié)構(gòu)于所述半導(dǎo)體底材上，所述溝槽結(jié)構(gòu)并介于所述主動區(qū)域之間；第一氧化處理所述溝槽結(jié)構(gòu)；沉積一絕緣層于所述溝槽結(jié)構(gòu)中以形成所述隔離元件；及第二氧化處理所述隔離元件，所述第二氧化處理是于包含氮?dú)獾囊画h(huán)境中進(jìn)行，借以減少所述隔離元件于所述主動區(qū)域的應(yīng)力效應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的絕緣層至少包括一氧化硅層。
6.一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，其特征在于，所述方法包括提供一硅底材；形成至少一溝槽結(jié)構(gòu)于所述硅底材上，并介于所述主動區(qū)域之間，所述溝槽結(jié)構(gòu)具有一側(cè)壁；氧化處理所述側(cè)壁；沉積一絕緣層于所述溝槽結(jié)構(gòu)中以形成所述隔離元件；及再氧化處理所述側(cè)壁，所述再氧化處理是于包含氮?dú)獾囊画h(huán)境中進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的形成步驟至少包括形成一墊氧化層于所述硅底材上；形成一介電層于所述墊氧化層上；形成一光阻層于所述介電層上，所述光阻層暴露所述介電層的一部份用以形成所述溝槽結(jié)構(gòu)處；移除所述墊氧化層與所述介電層的所述部份以暴露出所述硅底材的所述部份；及蝕刻暴露出的所述硅底材以形成所述溝槽結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的介電層至少包括一氮化硅層。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的絕緣層至少包括一氧化硅層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減少隔離元件對于主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)的方法，所述方法包括提供一半導(dǎo)體底材，所述半導(dǎo)體底材具有至少一溝槽結(jié)構(gòu)于其上；以一絕緣材料填滿所述溝槽結(jié)構(gòu)以形成所述隔離元件；及干氧化處理所述隔離元件，借以減緩所述隔離元件的所述側(cè)壁的氧化速率。由于側(cè)壁的氧化速率被減緩，由此可以減少隔離元件對于鄰近的主動區(qū)域的應(yīng)力與侵蝕效應(yīng)。
文檔編號H01L21/76GK1400649SQ01124980
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月8日
發(fā)明者許淑雅 申請人:旺宏電子股份有限公司