專利名稱：平坦化凹槽和形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平坦化凹槽的方法，特別是涉及一種平坦化溝渠側(cè)壁上的凹槽的方法。
背景技術(shù)：
為了要在有限的芯片面積上設(shè)置最多的半導(dǎo)體裝置，使得生產(chǎn)制造成本能夠降低，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員不斷提出多種方法，使得裝置的尺寸越來越小且芯片上的裝置密度越來越大。一方面，當(dāng)裝置的尺寸縮小時可以得到更快的操作速度，另一方面，當(dāng)裝置的尺寸縮小時還可以降低裝置的操作電能消耗。于是，縮小集成電路的布局結(jié)構(gòu)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的重要課題。對DRAM來説，為了追求面積更小，將造成電容變小，為了保持訊號正確，在制作技術(shù)上，產(chǎn)生兩大種類，分別是堆疊式(Mack)及溝槽式(Trench)兩種，堆疊式電容的制作方式包括在一犧牲層中形成一溝渠，然后，于溝渠中依序形成一下電極、一介電層和一上電極。然后，移除上述的一犧牲層以形成一堆疊式電容。而溝槽式電容則是將一電容形成在一位于基底中的溝渠內(nèi)。不管是堆疊式或是溝槽式電容，其電容值的增加必需要靠增加電容的寬度或高度，因為芯片面積有限，所以電容的寬度無法增加，所以，只能靠增加電容高度來提升電容值。要增加堆疊式或是溝槽式電容的高度，就需增加形成電容的溝渠的深度，當(dāng)溝渠深度增加的時候，其長寬比(aspect ratio)也會變大。此外，除了用來制作電容時所用到的溝渠，在半導(dǎo)體裝置中，也有其它裝置也具有溝渠的形狀，為了提升集成程度，這些溝渠的長寬比也需要提升。但是，長寬比大的溝渠，其側(cè)壁表面在制作過程中容易出現(xiàn)缺陷，例如在側(cè)壁表面上產(chǎn)生凹槽，進(jìn)而造成裝置的性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一平坦化凹槽的方法，其適用于半導(dǎo)體工藝，可將已經(jīng)形成在表面上的凹槽去除，特別是可以利用在溝渠的側(cè)壁上。本發(fā)明提供一種平坦化凹槽的方法，首先，提供一基底包括一凹槽部分和一平坦部分，然后，進(jìn)行一氧化速率改變步驟以改變凹槽部分的氧化速率，使凹槽部分的氧化速率與平坦部分的氧化速率不相同，然后，形成兩層氧化層分別位于凹槽部分和平坦部分，其中上述的氧化層的厚度不相同以及移除氧化層并且于基底上形成一平坦表面。本發(fā)明提供一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，首先，提供一基底包括一溝渠，其中溝渠包括一側(cè)壁包括一凹槽部分和一平坦部分，進(jìn)行一氧化速率改變步驟以改變凹槽部分的氧化速率，使凹槽部分的氧化速率與平坦部分的氧化速率不相同，形成兩層氧化層分別位于凹槽部分和平坦部分，其中氧化層的厚度不相同以及移除氧化層并且形成一平坦化的側(cè)壁。
本發(fā)明的方法特別適用于在基底上形成有許多溝渠的情況，并且每個溝渠都至少具有一個凹槽部分，這些凹槽部分會使得溝渠和溝渠間的距離很難控制，而本發(fā)明的方法可以去除這些凹槽部分，使得溝渠間的距離相同。



14溝渠16垂]1側(cè)壁
18凹槽部分19弧形表面
20平坦部分22犠牲層
24主表面26、第—-氧化層
126
28,128第二氧化層50基底
56水平表面58凹槽部分
60平坦部分200平坦化表
具體實施例方式在集成電路的制作中，常常使用溝渠將裝置或電路埋入于半導(dǎo)體基底中，舉例來說，堆疊式或是溝槽式電容皆要利用溝渠制作。另外，淺溝渠隔離或是凹入式晶體管的制作過程也是由形成溝渠開始的。在溝渠的形成過程中，在溝渠的側(cè)壁上會形成不被需要的凹槽，而本發(fā)明提供了平坦化凹槽的方法。但本發(fā)明的方法不限于使用在平坦化溝渠側(cè)壁上的凹槽，也可以使用在任何需要平坦化的半導(dǎo)體基底表面。圖1至圖5是一種平坦化凹槽的方法的示意圖。首先，提供一基底10其表面覆蓋一圖案化掩模12，基底10可能是一半導(dǎo)體基底，如硅基底。如圖2所示，利用圖案化掩模 12為掩模，進(jìn)行一干式蝕刻，蝕刻基底10并且在基底10中形成一溝渠14。然后，去除圖案化掩模12。溝渠14具有一垂直側(cè)壁16，垂直側(cè)壁16可包括一凹槽部分18和一平坦部分20， 由于干式蝕刻的特性，會在凹槽部分18內(nèi)造成一凹槽位于基底10中，因此凹槽本質(zhì)上具有弧形表面19。如圖3所示，形成一犠牲層22填滿溝渠14后，進(jìn)行一氧化速率改變步驟，例如一離子注入工藝，用來改變凹槽部分18內(nèi)的基底10的氧化速率，并且使得凹槽部分18 內(nèi)的基底10的氧化速率與平坦部分20內(nèi)的基底10的氧化速率不相同。上述的離子注入工藝是將摻質(zhì)注入基底10中，而摻質(zhì)和基底10的一主表面M間具有一預(yù)定深度。在凹槽部分18的摻質(zhì)濃度會高于在平坦部分20的摻質(zhì)濃度，通常在平坦部分20的摻質(zhì)濃度是零， 也就是只在凹槽部分18注入摻質(zhì)，但根據(jù)不同作法，平坦部分20也可以適量注入摻質(zhì)。摻質(zhì)可以是P型摻質(zhì)或是N型摻質(zhì)，在本發(fā)明中，摻質(zhì)可以是N型摻質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，位于凹槽部分18內(nèi)的摻質(zhì)濃度可以和凹槽部分18的深度相關(guān)，上述的深度是指凹槽部分18和主表面M間的距離。舉例來說，請參考圖3，位在深度D1的凹槽部分18其摻質(zhì)濃度較位在深度&的凹槽部分18來得高，而深度D2大于深度Dp在離子注入工藝時，犠牲層22用于防止摻質(zhì)注入平坦部分20內(nèi)的基底10，犠牲層 22可以是光致抗蝕劑、碳化硅或是其它適合的材料。在氧化速率改變步驟完成后，如圖4所示，利用反應(yīng)氣體(forming gas)，氧化基底10并且用反應(yīng)氣體同時去除犠牲層22，值得注意的是基底10的氧化速率和其中所含的摻質(zhì)濃度有關(guān)，摻質(zhì)濃度越高基底10的氧化速率越低，由于凹槽部分18內(nèi)注入較多摻質(zhì)，而平坦部分20內(nèi)注入較少摻質(zhì)或是甚至沒有注入，因此凹槽部分18內(nèi)的基底10的氧化速率會較平坦部分20的基底10的氧化速率慢。在基底10氧化后，會形成兩層氧化層于基底10上，例如一第一氧化層沈和一第二氧化層觀，分別形成在凹槽部分18和平坦部分 20內(nèi)的基底10上，其中第一氧化層沈和一第二氧化層觀的厚度不相同，如同上述，因為凹槽部分18的氧化速率較平坦部分20慢，所以造成第一氧化層沈的厚度小于第二氧化層 28的厚度。第一氧化層沈和第二氧化層觀可以是氧化硅。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當(dāng)凹槽部分18內(nèi)的基底10中的摻質(zhì)濃度，隨著凹槽部分18的深度變化時，第一氧化層沈則會有不均勻的厚度。如圖5所示，去除第一氧化層沈和一第二氧化層觀，去除方式可以利用濕蝕刻，此時，溝渠14的垂直側(cè)壁16已經(jīng)被平坦化，原來的凹槽部分18被移除，并且垂直側(cè)壁16形成一平坦表面。在平坦化溝渠的垂直側(cè)壁后，一半導(dǎo)體裝置例如一電容、一淺溝渠隔離或是一凹入式晶體管可以接續(xù)形成在溝渠中，以形成電容作為例子，首先可以形成一下電極于溝渠的垂直側(cè)壁和底部，然后，形成一電容介質(zhì)層覆蓋下電極，再形成一上電極覆蓋于電容介質(zhì)層，然后進(jìn)行平坦化工藝，使上電極、電容介質(zhì)層和下電極的上表面與基底的主表面切齊。 最后，移除基底，此時一堆疊式電容已經(jīng)完成。本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例提供了一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其可以應(yīng)用在去除基底的水平表面上的凹槽。圖6至圖8是一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。如圖6所示，一基底50包括一水平表面56，水平表面56可以包括一凹槽部分58和一平坦部分60，凹槽部分 58內(nèi)有凹槽位于基底50中，此凹槽具有弧形表面，而凹槽部分58可以經(jīng)由上述的平坦化凹槽的方法來移除，舉例來說，可以先利用上述的氧化速率改變步驟，以一圖案化的掩模52 作是掩模，將摻質(zhì)注入凹槽部分58，然后進(jìn)行氧化制程，氧化基底50以形成一第一氧化層 126和一第二氧化層1 分別位于凹槽部分58和平坦部分60，最后移除第一氧化層1 和第兩層氧化層128，因此在基底50上形成一平坦化表面200。本發(fā)明利用在基底的部分區(qū)域注入摻質(zhì)，用來改變基底的氧化速率，在凹槽部分注入摻質(zhì)的摻質(zhì)濃度比平坦部分注入摻質(zhì)的摻質(zhì)濃度高，使得凹槽部分的氧化速率變慢。 因此在氧化制程后，位在凹槽部分的氧化層厚度會和位在平坦部分的氧化層厚度不相同。 然后，當(dāng)氧化層皆移除后，基底表面則變得平坦。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種平坦化凹槽的方法，其特征在于包括提供一基底包括一凹槽部分和一平坦部分；進(jìn)行一氧化速率改變步驟以改變上述的凹槽部分的氧化速率，使得上述凹槽部分的氧化速率與上述平坦部分的氧化速率不相同；形成兩層氧化層分別位于上述凹槽部分和上述平坦部分，其中上述的些氧化層的厚度不相同；以及去除上述的兩層氧化層并且于上述的基底上形成一平坦表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化凹槽的方法，其特征在于，上述的凹槽部分包括一弧形表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化凹槽的方法，其特征在于，上述的氧化速率改變步驟包括一離子注入工藝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平坦化凹槽的方法，其特征在于，上述的離子注入工藝包括將離子注入上述的凹槽部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平坦化凹槽的方法，其特征在于，在上述的凹槽部分的一離子濃度與上述的凹槽部分的深度有關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平坦化凹槽的方法，其特征在于，進(jìn)行上述的氧化速率改變步驟后，上述的凹槽部分的氧化速率小于上述的平坦部分的氧化速率。
7.一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于包括提供一基底包括一溝渠，其中上述的溝渠包括一側(cè)壁包括一凹槽部分和一平坦部分；進(jìn)行一氧化速率改變步驟以改變上述的凹槽部分的氧化速率，使得上述的凹槽部分的氧化速率與上述的平坦部分的氧化速率不相同；形成兩層氧化層分別位在上述的凹槽部分和上述的平坦部分，其中上述兩層氧化層的厚度不相同；以及移除上述兩層氧化層并且形成一平坦化的上述側(cè)壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，另外包括在氧化速率改變步驟前形成一犧牲層填滿上述的溝渠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，上述的犧牲層包括光致抗蝕劑或碳化硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在形成上述兩層氧化層前，移除上述犧牲層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平坦化凹槽的方法，首先，提供一基底包括一凹槽部分和一平坦部分，然后，進(jìn)行一氧化速率改變步驟用來改變凹槽部分的氧化速率，使得凹槽部分的氧化速率與平坦部分的氧化速率不相同，然后，形成兩層氧化層分別位于凹槽部分和平坦部分，上述的兩層氧化層的厚度不相同，最后，移除氧化層并且于基底上形成一平坦表面。
文檔編號H01L21/3115GK102376563SQ20111020452
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者林靖凱, 賴朝文 申請人:南亞科技股份有限公司