專利名稱：具有溝槽形式的裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，尤其涉及具有具備溝槽結(jié)構(gòu)的裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
通常，通過沉積場絕緣層于半導(dǎo)體裝置的預(yù)定區(qū)域而形成界定激活區(qū)的場區(qū)。特別地，通過使用例如硅的局部氧化(LOCOS)處理與構(gòu)形的溝槽隔離(PGI)處理的裝置隔離(ISO)處理來形成該場絕緣層。
在LOCOS處理中，在基板上形成界定激活區(qū)的氧化物掩模的氮化物層。然后，通過使用光刻術(shù)使該氮化物層形成圖案來使基板的預(yù)定部分曝露出來。接下來，氧化該基板的暴露部分而形成用作裝置隔離區(qū)的場氧化物層。
該LOCOS處理簡單且能夠同時(shí)隔離寬范圍與窄范圍。雖然有這些優(yōu)點(diǎn)，但是由于因內(nèi)部氧化產(chǎn)生的鳥啄效應(yīng)而使裝置隔離區(qū)寬度變得更寬，因而降低源極/漏極區(qū)的有效面積。還有，在場氧化物層形成期間，熱膨脹系數(shù)差異所施加的應(yīng)力會(huì)集中于該場氧化物層的邊緣區(qū)域。因而，由硅所構(gòu)成的基板具有結(jié)晶上的缺陷，并進(jìn)一步導(dǎo)致漏電。
半導(dǎo)體的大規(guī)模集成造成可應(yīng)用的設(shè)計(jì)規(guī)則的減少，因此，通過相同規(guī)模的減少后的設(shè)計(jì)法則來降低該裝置隔離層的尺寸。因而，對于應(yīng)用傳統(tǒng)LOCOS與多緩沖LOCOS(PBL)于該減少后的設(shè)計(jì)法則具有限制。
因此，開發(fā)了淺溝槽隔離(STI)處理來解決因傳統(tǒng)LOCOS與PBL處理所引起的問題。依照STI處理，在基板上形成具有良好的相對于基板的蝕刻選擇性的氮化物層，且通過光刻術(shù)使該氮化物層形成圖案。通過使用干蝕刻法使基板形成圖案至預(yù)定的深度來形成溝槽。此時(shí)，使用該已形成圖案的氮化物層作為硬掩模。充填絕緣層于溝槽中并使其進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)處理而形成埋入溝槽中的場氧化物層。
圖1A及1B所示為用來形成具有溝槽結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)裝置隔離層方法的截面視圖。
參照圖1A，沉積襯墊氧化物層12與襯墊氮化物層13于基板11上。形成界定裝置隔離區(qū)的感光圖案(未顯示)于襯墊氮化物層13上，并使用該感光圖案作為蝕刻掩模依序地蝕刻該襯墊氮化物層13與襯墊氧化物層12，直到基板11表面暴露出來。
其次，剝離該感光圖案，蝕刻該襯墊氧化物層12。然后，通過進(jìn)行干蝕刻處理來蝕刻基板11的暴露部分至預(yù)定深度而形成溝槽14。緊接著干蝕刻之后，進(jìn)行用來除去因用于形成溝槽14的蝕刻所引起的受損層的側(cè)面氧化處理，而在溝槽14的底側(cè)與側(cè)面形成側(cè)面氧化物層15。
接著，沉積內(nèi)襯氮化物層16于上述構(gòu)成結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上，并通過高密度等離子體技術(shù)的使用沉積氧化物層17來填滿溝槽14。
參照圖1B，對于氧化物層17實(shí)施CMP處理直到襯墊氮化物層13表面暴露出來。由此CMP處理，形成由氧化物層17構(gòu)成的裝置隔離層。之后，氧化物層17當(dāng)作裝置隔離層。之后，通過濕蝕刻除去該襯墊氮化物層13及襯墊氧化物層12。
然而，在干蝕刻后所形成的傳統(tǒng)溝槽14具有尖銳邊緣頂角，換句話說，該溝槽14的頂角具有窄的從上述最終基板結(jié)構(gòu)的最上層表面至溝槽14的蝕刻后頂角所測量的圓滑角度A。因此，電勢集中于該尖銳邊緣頂角內(nèi)，進(jìn)一步降低晶體管的門限電壓。
在襯墊氮化物層13及襯墊氧化物層12的除去期間，也蝕刻裝置隔離層17的頂角部分，因而形成凹溝，即，激活區(qū)與裝置隔離層17的間的高度差。其中，圖1B中，該凹溝標(biāo)示為M。然而，凹溝M引起一部分多晶硅層沉積并使得形成柵電極的干蝕刻處理仍然在凹溝M上進(jìn)行，因而在相鄰的柵電極間形成架橋，即，在溝槽具有尖銳邊緣頂角的狀態(tài)下進(jìn)行接下來的處理，殘余的多晶硅層殘存于凹溝M上。
還有，在用來形成溝槽14的干蝕刻處理之后，通過干蝕刻進(jìn)行側(cè)面氧化處理來除去受損層。然而，該側(cè)面氧化處理可能不足以通過干蝕刻來除去該受損層。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用來制造具有具備圓滑頂角的溝槽形式裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供具有能夠除去由于用來形成溝槽的蝕刻處理而導(dǎo)致的受損層的溝槽形式裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，所提供的用來形成半導(dǎo)體裝置的裝置隔離層的方法包括以下步驟在基板上形成界定裝置隔離層的襯墊層圖案；通過使用襯墊層圖案作為掩模來蝕刻基板的暴露部分而形成溝槽；進(jìn)行蝕刻處理來使溝槽的頂角圓滑；通過氧化在蝕刻處理后所形成的溝槽側(cè)面而形成側(cè)面氧化物層；在該側(cè)面氧化物層上形成內(nèi)襯氮化物層；在該內(nèi)襯氮化物層上形成絕緣層來充填該溝槽；以及平坦化該絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括以下步驟形成溝槽，通過蝕刻基板表面至預(yù)定深度來使其頂角圓滑；對溝槽進(jìn)行蝕刻處理，使該溝槽的頂角更圓滑；通過氧化溝槽的側(cè)面來形成側(cè)面氧化物層；在該側(cè)面氧化物層上形成內(nèi)襯氮化物層；在該內(nèi)襯氮化物層上形成絕緣層來掩埋該溝槽；平坦化該絕緣層直到基板的表面暴露出來；在基板已暴露的表面上形成氧化物層；以及在包括該氧化物層結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成作為柵電極的導(dǎo)電層。


通過下述優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明的上述及其它目的與特征將會(huì)變得更加明顯，其中圖1A與1B說明用來制造具有溝槽形式裝置隔離層的傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的方法的截面視圖。
圖2A-2H所示為根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)例所用來制造具有溝槽形式裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置的截面視圖。
圖3A所示為在用來形成溝槽的蝕刻處理、接下來的光蝕刻處理(LET)、及內(nèi)襯氮化物層的沉積期間，溝槽頂角的頂部圓滑角度變化的詳細(xì)曲線圖。
圖3B所示為在屏蔽氧化物層與門極氧化物層的沉積期間，溝槽頂角角度變化的詳細(xì)曲線圖。
圖3C顯示形成于溝槽頂角的氧化物層厚度變化。
圖4A所示為在預(yù)定的蝕刻條件下，形成溝槽邊角成為約30°角度的情況的顯微圖。
圖4B所示為在預(yù)定的蝕刻條件下，形成溝槽邊角成為約45°角度的情況的顯微圖。
圖4C所示為在預(yù)定的蝕刻條件下，形成溝槽邊角成為約90°角度的情況的顯微圖。
圖5A-5C所示為通過對于具有已圓滑成約45°角度的頂角的溝槽進(jìn)行LET處理，及接著于其上沉積內(nèi)襯氮化物層而構(gòu)成的最后結(jié)構(gòu)的顯微圖。
圖5D所示為在未進(jìn)行LET處理的情況下沉積內(nèi)襯氮化物層后所得結(jié)構(gòu)的顯微圖。
圖6A所示為在沉積如圖5C所示的內(nèi)襯氮化物層后除去襯墊氮化物后所得結(jié)構(gòu)的顯微圖。
圖6B所示為在形成屏蔽氧化物層后所得結(jié)構(gòu)的顯微圖。
圖6C所示為在形成柵極氧化物層后所得結(jié)構(gòu)的顯微圖。
圖7比較進(jìn)行LET處理時(shí)激活區(qū)寬度的減少與未進(jìn)行LET處理的情況下激活區(qū)寬度的減少的曲線圖。
圖8顯示在除去襯墊氮化物層后激活區(qū)寬度的改變的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將結(jié)合附圖更詳細(xì)地介紹。用來制造具有具備溝槽結(jié)構(gòu)的裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置的方法。
下文中將參照附圖來較詳細(xì)地說明用于制造具有溝槽結(jié)構(gòu)的裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
圖2A-2H所示為根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的具有具備溝槽結(jié)構(gòu)裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置制造方法的截面視圖。
參照圖2A，在基板21上連續(xù)形成襯墊氧化物層22及襯墊氮化物層23。其中，該襯墊氮化物層23的功能在接下來的蝕刻處理期間作為蝕刻停止層，以及在接下來的CMP處理期間也作為拋光停止層。該襯墊氧化物層22以具有約100厚度的氧化硅(SiO2)層為佳，而該襯墊氮化物層23以具有約300至約2000范圍厚度的氮化硅(Si3N4)層為佳。
之后，在襯墊氮化物層23上形成抗反射層24。其中，為氮化硅(SiN)層的抗反射層24被設(shè)置來容易地進(jìn)行光刻術(shù)處理。
然后被覆感光層于抗反射層24上并通過使用曝光及顯影處理來形成圖案，以致于形成界定裝置隔離區(qū)的感光圖案25。然后，通過使用該感光圖案25作為蝕刻掩模來依序蝕刻該抗反射層24、該襯墊氮化物層23及該襯墊氧化物層22。該蝕刻處理于襯墊氮化物層蝕刻裝置中操作且以四步驟進(jìn)行蝕刻抗反射層24；蝕刻襯墊氮化物層23；穿透蝕刻(over-etch)該襯墊氮化物層23；及形成頂部圓滑表面26。
較明確地說明這四步驟，通過使用感光圖案25作為蝕刻掩模來蝕刻抗反射層24。此時(shí)，通過使用CHF3、CF4、Ar與O2的混合氣體來進(jìn)行蝕刻，并以蝕刻停止點(diǎn)的終點(diǎn)(EOP)設(shè)定終止蝕刻的時(shí)點(diǎn)。例如，使用具有流量范圍在約10sccm至30sccm的CHF3、具有流量范圍在約20sccm-30sccm的CF4或具有流量范圍在約5sccm-20sccm的O2的單獨(dú)一種或混合氣體作為用于上述用來蝕刻抗反射層24的蝕刻氣體。特別地，對于混合的蝕刻氣體，CF4氣體具有最高絕對流量。
然后，蝕刻在蝕刻抗反射層24后所暴露的襯墊氮化物層23。此時(shí)，以相同配方使用相同蝕刻氣體。例如，使用CHF3、CF4、Ar與O2作為蝕刻氣體，通過作為蝕刻終點(diǎn)的EOP設(shè)定終止蝕刻處理的時(shí)點(diǎn)。以混合具有約5sccm至約30sccm流量的CHF3、具有約5sccm至約15sccm流量的CF4、或具有約Osccm至約10sccm流量的O2而得到蝕刻氣體為佳。此時(shí)，對于這些混合的蝕刻氣體，CHF3氣體具有最高絕對流量。當(dāng)蝕刻襯墊氮化物層23時(shí)，同時(shí)也蝕刻襯墊氧化物層22。
下一個(gè)步驟，對襯墊氮化物層23進(jìn)行穿透蝕刻處理。該穿透蝕刻處理消除任何如在蝕刻襯墊氮化物層23與襯墊氧化物層22后形成在硅基板21表面上的硅點(diǎn)的缺陷。在穿透蝕刻處理中使用CF4、Ar與O2的混合氣體作為蝕刻氣體。
緊接著穿透蝕刻處理，在形成溝槽前形成初步頂部圓滑表面26。此時(shí)，使用CHF3、CF4與Ar的混合氣體。
參照圖2B，在對襯墊氮化物層23蝕刻處理后，通過使用氧氣等離子體剝離來使感光圖案25與抗反射層24分開。
然后通過使用襯墊氮化物層23作為蝕刻掩模來蝕刻硅基板21的一部分而進(jìn)行用于形成溝槽27的處理。該用來形成溝槽27的蝕刻處理包括四步驟通過使用溴化氫(HBr)的蝕刻頂角來控制溝槽27的頂角的圓滑角度A1；除去原來的氧化物層；蝕刻硅基板21至預(yù)定深度；以及沖出在蝕刻處理期間所使用的氣體。該蝕刻處理在硅基板蝕刻裝置之中進(jìn)行。而且，從硅基板21上層表面至溝槽27的蝕刻邊角來測量上述的圓滑角度。
在控制圓滑角度A1的第一步驟中，可使用包括HBr的氣體作為蝕刻氣體。而且，也可加入He氣體于上述蝕刻氣體中。在除去原來氧化物層的第二步驟中，使用CF4與He的混合氣體作為蝕刻氣體。蝕刻硅基板21的第三步驟為形成溝槽27的主要蝕刻步驟。在第三步驟中，使用一種HBr與氯氣(Cl2)的混合氣體作為蝕刻氣體。例如，HBr、Cl2、O2或He用作該蝕刻氣體。第四步驟中，使用一種CF4、O2、Ar與He的混合氣體將氯氣從反應(yīng)室中沖出來。
在用來形成溝槽27的蝕刻處理后，設(shè)定溝槽27的頂角而具有在約30°至約60°范圍的圓滑角度A1。即，蝕刻該頂角，使其相對于硅基板21上層表面為約30°至約60°的范圍，以形成斜側(cè)壁。
參照圖2C，進(jìn)行一種各向同性的蝕刻技術(shù)作為用來額外蝕刻溝槽27的光蝕刻處理(LET)。此時(shí)，通過進(jìn)行使用CF4與O2的混合氣體的各向同性的蝕刻技術(shù)而使溝槽27的頂角具有約50°至約80°的圓滑角度A2。
此外，該各向同性的蝕刻處理除去在溝槽27的蝕刻期間的受損層，并控制溝槽27頂角的圓滑角度A2在約50°至約80°之間。例如，由于各向同性的蝕刻技術(shù)蝕刻溝槽27的頂角比溝槽27的側(cè)壁多約30°至約50°，因此通過各向同性的蝕刻技術(shù)可使頂角的圓滑角度A1急劇地變斜。
參照圖2D，通過進(jìn)行側(cè)面氧化處理而在溝槽27的側(cè)壁形成側(cè)面氧化物層28。此時(shí)，用于形成側(cè)面氧化物層的側(cè)面氧化處理通過使用干氧化技術(shù)在約900℃至約1000℃溫度范圍下進(jìn)行。在側(cè)面氧化物層28形成后，側(cè)面氧化物層28具有約60至約100范圍的厚度，且溝槽27的頂角具有約85°至約90°范圍的圓滑角度。然而，和濕氧化技術(shù)相比，干氧化技術(shù)氧化該頂角較為廣泛，因此，形成于該頂角的側(cè)面氧化物層28具有比形成于溝槽27側(cè)壁的側(cè)面氧化物層28的厚度D1更厚的厚度D2。
參照圖2E，沿著包括溝槽27與側(cè)面氧化物層28的輪廓沉積內(nèi)襯氮化物層29。通過使用高密度等離子體技術(shù)在內(nèi)襯氮化物層上沉積絕緣層30，直到該絕緣層30完全充填于溝槽27中。
參照圖2F，然后通過使用CMP處理來平坦化該絕緣層30，并通過使用磷酸(H3PO4)濕式溶液來除去襯墊氮化物層23。此時(shí)，由于襯墊氧化物層23與側(cè)面氧化物層28對于磷酸溶液具有不同的選擇性，因此側(cè)面氧化物層28不會(huì)被蝕刻。
在襯墊氮化物層23除去之后，所形成的具有絕緣層30的裝置隔離層通過濕蝕刻處理除去襯墊氧化物層22而形成。此時(shí)，覆蓋溝槽27頂角的側(cè)面氧化物層28具有比形成于溝槽側(cè)壁的溝槽厚度更厚的厚度。因此，在襯墊氧化物層22去除后，凹溝的產(chǎn)生降至最低。
參照圖2G，通過使用干氧化技術(shù)形成屏蔽氧化物層31，并離子植入用來控制門限電壓的雜質(zhì)。此時(shí)，在約850℃至約1000℃的溫度范圍內(nèi)形成具有約50至約150的厚度的屏蔽氧化物層31。
參照圖2H，除去屏蔽氧化物層31，然后，再次進(jìn)行干氧化技術(shù)來形成并生長柵極氧化物層32。此時(shí)，在約850℃至約1000℃的溫度范圍內(nèi)形成柵極氧化物層32。而且，可使用濕氧化技術(shù)取代干氧化技術(shù)。因?yàn)槭褂酶裳趸夹g(shù)形成屏蔽氧化物層31與柵極氧化物層32，因此可維持約90°的頂角角度。
也可沉積多晶硅層在具有最少凹溝產(chǎn)生的柵極氧化物層32上，然后進(jìn)行蝕刻處理作為緊接著被使用來形成柵極氧化物層32的干氧化技術(shù)的處理步驟。在沉積并蝕刻該多晶硅層的情況下，可避免任何殘留層殘余物在凹溝上。
圖3A所示為在蝕刻溝槽27、進(jìn)行LET與內(nèi)襯氮化物層29的沉積步驟期間，溝槽27頂角的角度變化的詳細(xì)示意圖。圖3B所示為在屏蔽氧化物層31與柵極氧化物層32的沉積期間，溝槽27頂角角度變化的詳細(xì)示意圖。圖3C所示為形成于溝槽27頂角的柵極氧化物層的厚度變化。
參照圖3A，在溝槽蝕刻處理B1、LET處理B2與內(nèi)襯氮化物層沉積處理B3期間，溝槽27頂角改變其角度從約45°變成約75°而最終成為約90°。
參照圖3B，在屏蔽氧化物層31沉積處理B4與柵極氧化物層32沉積處理B5期間，溝槽27頂角角度維持在幾乎約90°，但是頂角的圓滑形狀改變。即，由于在屏蔽氧化物層沉積處理B4與柵極氧化物層沉積處理B5中使用干氧化技術(shù)，溝槽27頂角也被蝕刻，因而更使其圓滑。干氧化技術(shù)繼續(xù)使用的結(jié)果，形成于溝槽27頂角的氧化物層厚度D也逐漸增加，因此，使凹溝產(chǎn)生降至最低。這些效應(yīng)顯示于圖3C中。
在溝槽蝕刻期間，用于實(shí)現(xiàn)約45°、約30°與約90°的角度的蝕刻配方說明于下表。
表1襯墊氮化物層蝕刻裝置


表1中，BARC、Nit、Nit OE、TR與HBr分別表示用于蝕刻抗反射層24、用于蝕刻襯墊氮化物層23、用于穿透蝕刻襯墊氮化物層23、用于蝕刻頂部圓滑表面26與用于蝕刻原來硅基板21的配方。還有，’穿透(break through)’的縮寫B(tài)/T表示用于蝕刻原來的氧化物層的配方?！饕g刻’的縮寫M/E表示用于蝕刻溝槽27的配方?！浳g刻’的縮寫的S/E表示溝槽27的LET處理。還有，單位Ws與Wb分別表示電源功率與偏壓功率。
基于表1，在上述各種蝕刻配方中，區(qū)分溝槽頂角角度的各配方被用于穿透蝕刻襯墊氮化物層23、通過HBr的使用來蝕刻硅基板21與除去原來氧化物層的步驟中。以通過蝕刻時(shí)間改變溝槽27頂角角度為佳。
參照表1，穿透蝕刻襯墊氮化物層23在約88mtorr的壓力、約600W的功率、具有約50sccm的CF4與具有約300sccm的Ar的一般配方下，但是在約0”、約10”與約0”的不同蝕刻時(shí)間下進(jìn)行，以致于溝槽頂角具有分別為約30°、約45°與約90°的角度。
還有，通過HBr的使用來蝕刻硅基板21的步驟在約10mtorr的壓力、約1000W的電源功率、約275W的偏壓功率、具有約40sccm的HBr、具有約10torr的He與約20℃的溫度的一般配方下，但是在約5”、約0”與約0”的不同蝕刻時(shí)間下進(jìn)行，以致于溝槽頂角具有分別為約30°、約45°與約90°的角度。
而且，除去原來氧化物層的步驟在約10mtorr的壓力、約600W的電源功率、約90W的偏壓功率、具有約80sccm的CF4、具有約10torr的He與約20℃的溫度的一般配方下，但是在約0”、約7”與約7”的不同蝕刻時(shí)間下進(jìn)行，以致于溝槽頂角具有分別為約30°、約45°與約90°的角度。
圖4A所示為基于說明于表1的蝕刻配方所形成的具有約30°角度的溝槽頂角顯微圖。圖4B所示為基于說明于表1的蝕刻配方所形成的具有約45°角度的溝槽頂角顯微圖。圖4C所示為基于說明于表1的蝕刻配方所形成的具有約90°角度的溝槽頂角顯微圖。
除了蝕刻時(shí)間之外，可通過改變蝕刻氣體流量與壓力來控制溝槽頂角角度。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，設(shè)定用于使溝槽頂角具有約60°至約90°范圍的角度的蝕刻配方，然后進(jìn)行LET處理來控制頂角，使其具有約50°至約80°的角度。
圖5A-5C所示為通過進(jìn)行緊接于控制溝槽頂角使其具有約45°角度步驟的LET處理并沉積內(nèi)襯氮化物層而得到的結(jié)構(gòu)的顯微圖。圖5D所示為在未進(jìn)行LET處理的情況下，通過沉積內(nèi)襯氮化物層而得到的結(jié)構(gòu)的顯微圖。
基于上述的各個(gè)配方，使溝槽頂角具有約45°的角度(參考圖5A)，然后進(jìn)行LET處理約14秒來使頂角角度成為約75°(參考圖5B)。然后，沉積內(nèi)襯氮化物層(參考圖5C)。因此，通過進(jìn)行LET處理使溝槽頂角變得圓滑。
如圖5D所示，在未進(jìn)行LET處理而進(jìn)行內(nèi)襯氮化物層的情況下，由于蝕刻厚的溝槽輪廓幾乎保持著，因此溝槽頂角非常陡峭。
圖6A所示為在如圖5C所示的內(nèi)襯氮化物層沉積之后，除去襯墊氮化物層所得結(jié)構(gòu)的顯微圖。圖6B所示為在屏蔽氧化物層形成后所得結(jié)構(gòu)的顯微圖。圖6C所示為在柵極氧化物層形成后所得結(jié)構(gòu)的顯微圖。
如圖6A-6C所示，在屏蔽氧化物層與柵極氧化物層形成之后，已改善凹溝輪廓。通過使用干氧化技術(shù)維持溝槽頂角角度接近約90°角來達(dá)到上述改善。
同時(shí)，通過進(jìn)行LET處理也可減少激活區(qū)寬度。然而，考慮到LET處理主要用來提供溝槽頂角圓滑效果的情況下，并未斷定LET處理引起的減少激活區(qū)寬度的效果。
圖7是比較進(jìn)行LET處理的激活區(qū)寬度的減少與未進(jìn)行LET處理的激活區(qū)寬度的減少的曲線圖。圖7中，橫坐標(biāo)表示蝕刻配方，而縱坐標(biāo)表示激活區(qū)的寬度。還有，參考記號’0’與’□’分別表示進(jìn)行LET處理狀況與未進(jìn)行LET處理狀況。
如圖所示，在進(jìn)行及未進(jìn)行LET處理的激活區(qū)寬度的差異很小。
圖8所示為在剝離襯墊氮化物層后，激活區(qū)寬度的變化曲線圖。圖8中，橫坐標(biāo)表示蝕刻配方，而縱坐標(biāo)表示激活區(qū)的寬度。
參照圖8，在進(jìn)行對于溝槽ISO的蝕刻、LET處理、內(nèi)襯氮化物層Nit.Dep的沉積及對于襯墊氮化物層的剝離處理Nit.剝離步驟期間，激活區(qū)的寬度逐漸降低至約1476.3、約1387.3、約1311與約1208。然而，在形成屏蔽氧化物層Vt Sc ox.與形成柵極氧化物層ox.的步驟中，未見該激活區(qū)寬度的逐漸減少情形。即，在剝離襯墊氮化物層之后，僅溝槽頂角角度改變。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例通過控制溝槽頂角的圓滑來最小化凹溝產(chǎn)生的效果，因此避免裝置隔離層的降級。還有，根據(jù)本發(fā)明，在蝕刻溝槽后進(jìn)行LET處理，以致于除去由蝕刻引起的受損層。這些一連串的蝕刻步驟導(dǎo)致半導(dǎo)體裝置收益增加。
雖然結(jié)合較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但顯而易見的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離下述權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神和范圍的情況下，做出各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于形成半導(dǎo)體裝置的裝置隔離層的方法，包括以下步驟在基板上形成界定裝置隔離層的襯墊層圖案；通過使用襯墊層圖案作為掩模來蝕刻基板的暴露部分而形成溝槽；進(jìn)行蝕刻處理來使溝槽的頂角圓滑；通過氧化在蝕刻處理后所形成的溝槽側(cè)面而形成側(cè)面氧化物層；在該側(cè)面氧化物層上形成內(nèi)襯氮化物層；在該內(nèi)襯氮化物層上形成絕緣層來充填該溝槽；以及平坦化該絕緣層。
2.如權(quán)利要求1所述的用來形成半導(dǎo)體裝置的裝置隔離層的方法，其特征在于該形成溝槽的步驟通過使用至少包括溴化氫與氯氣的氣體控制溝槽頂角的角度在約30°至約60°的范圍來進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求2所述的用來形成半導(dǎo)體裝置的裝置隔離層的方法，其特征在于形成的溝槽步驟包括下列步驟通過使用溴化氫來進(jìn)行蝕刻處理；通過使用四氟化碳?xì)怏w除去在蝕刻處理后所形成的原來氧化物層；使用包括溴化氫和氯氣的氣體進(jìn)行蝕刻處理，形成具有預(yù)定深度的溝槽；以及通過使用包括四氟化碳和氧氣的氣體而將氯氣從反應(yīng)室中沖走來進(jìn)行蝕刻處理。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過使用各向同性的蝕刻技術(shù)來進(jìn)行蝕刻處理。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于通過使用各向同性的蝕刻技術(shù)，溝槽頂角的角度在約50°至約80°的范圍內(nèi)變化。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于各向同性的蝕刻技術(shù)使用包括四氟化碳和氧氣的氣體。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于形成側(cè)面氧化物層的步驟通過使用干氧化技術(shù)來進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該干氧化技術(shù)在約900℃至約1000℃的溫度下進(jìn)行，形成具有約60至約100厚度的側(cè)面氧化物層。
9.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括以下步驟形成溝槽，通過蝕刻基板表面至預(yù)定深度來使其頂角圓滑；對溝槽進(jìn)行蝕刻處理，使該溝槽的頂角更圓滑；通過氧化溝槽的側(cè)面來形成側(cè)面氧化物層；在該側(cè)面氧化物層上形成內(nèi)襯氮化物層；在該內(nèi)襯氮化物層上形成絕緣層來掩埋該溝槽；平坦化該絕緣層直到基板的表面暴露出來；在基板已暴露的表面上形成氧化物層；以及在包括該氧化物層結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上形成作為柵電極的導(dǎo)電層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于形成氧化物層的步驟包括下列步驟在基板上形成用于門限電壓控制的屏蔽氧化物層；通過使用該屏蔽氧化物層作為掩模來植入用于門限電壓控制的摻雜物；除去該屏蔽氧化物層；以及在除去該屏蔽氧化物層后，在基板已暴露的表面上形成柵極氧化物層。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于該側(cè)面氧化物層通過干氧化技術(shù)形成。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于該屏蔽氧化物層與該柵極氧化物層通過干氧化技術(shù)形成。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在約900℃至約1000℃的溫度下形成厚度為約60至約100的側(cè)面氧化物層。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于在約850℃至約1000℃的溫度下形成厚度為約50至約150的屏蔽氧化物層。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于柵極氧化物層在約850℃至約1000℃的溫度下形成。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在形成頂角圓滑的溝槽的步驟中，使用至少包括溴化氫和氯氣的氣體，使該溝槽的頂角圓滑成約30°至約60°的角度。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于形成溝槽的步驟進(jìn)一步包括下列步驟通過使用溴化氫進(jìn)行蝕刻處理；通過使用四氟化碳?xì)怏w除去蝕刻處理后所形成的原來氧化物層；通過包括溴化氫和氯氣的氣體進(jìn)行蝕刻處理，直到該溝槽具有預(yù)定的深度；以及使用包括四氟化碳和氧氣的氣體進(jìn)行蝕刻處理，以便將氯氣從反應(yīng)室中沖出。
18.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于使該溝槽頂角變得更圓滑的步驟通過使用各向同性的蝕刻技術(shù)來進(jìn)行。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于通過使用各向同性的蝕刻技術(shù)來控制該溝槽頂角具有約50°至約80°范圍的角度。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于該各向同性的蝕刻技術(shù)通過使用包括四氟化碳和氧氣的氣體來進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造具有溝槽形式的裝置隔離層的半導(dǎo)體裝置的方法，其能夠控制溝槽頂角的圓滑角度及除去在蝕刻該溝槽后所形成的受損層。特別地，通過使用至少包括溴化氫和氯氣的氣體而使該溝槽頂角具有約30°至約60°的角度。然后，進(jìn)行一種各向同性的蝕刻技術(shù)作為光蝕刻處理來使該頂角具有約50°至約80°的角度。最后，進(jìn)行一種干氧化技術(shù)來形成屏蔽氧化物層與柵極氧化物層，在形成柵電極之前使凹溝最小化。
文檔編號H01L29/66GK1577793SQ200410050038
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者鄭臺(tái)愚, 宣俊劦 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司