專利名稱：形成溝槽隔離物的方法、半導(dǎo)體組件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系有關(guān)于一種半導(dǎo)體集成電路的制作方法，特別是有關(guān)于一種于半導(dǎo)體組件中形成淺溝槽隔離物的方法。
背景技術(shù)：
先進(jìn)的集成電路是由數(shù)以百萬計(jì)的組件所組成，例如 形成于半導(dǎo)體基底中的晶體管和電容器。各獨(dú)立的組件是通過各種的隔離技術(shù)(例如局部氧化層(LOCOS)、凹槽式局部氧化層(recessed L0C0S)和溝槽隔離)與其它組件隔離。局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)是最常用來隔離金氧半導(dǎo)體組件d技術(shù)。圖I顯示了一般的局部氧化層(LOCOS)隔離。在局部氧化層(LOCOS)隔離制程中，氮化硅罩幕106和墊氧化層104是用來選擇性的成長硅基底102中的隔離區(qū)108 (即場氧化區(qū))。然而，局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)具有以下問題氧化步驟消耗相當(dāng)數(shù)量鄰接隔離區(qū)108的硅。此現(xiàn)象稱為鳥嘴120。鳥嘴120的優(yōu)點(diǎn)是其幫助減少相鄰晶體管的漏電流(1。 )。然而，產(chǎn)生鳥嘴120具有以下問題隔離區(qū)108的尺寸增加，因此減少可用作主動區(qū)的硅(即減少組件密度)。局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)的另一缺點(diǎn)為大約45%的隔離區(qū)108是成長在硅基底102上的，從而導(dǎo)致不平坦的輪廓，進(jìn)而對后續(xù)的制程步驟(微影制程)造成負(fù)面的影響。根據(jù)上述理由，局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)不適合用作制作先進(jìn)超大尺寸集成電路(ultra large scale integrated circuit)。凹槽式局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)類似于局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)，兩者的差異在于凹槽式局部氧化層隔離技術(shù)在氧化步驟之前，蝕刻硅基底形成凹槽。然后進(jìn)行氧化步驟，在蝕刻的區(qū)域形成氧化物，由此形成相對平坦的隔離區(qū)。然而，凹槽式局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)由于會形成鳥嘴，仍會有一些程度的不平坦輪廓和側(cè)向侵蝕的問題。溝槽隔離技術(shù)是目前廣受注目的隔離技術(shù)。在溝槽隔離制程中，首先，如圖2所示，使用硬式罩幕層204作為罩幕，蝕刻硅基底202形成溝槽或凹槽。接著在基底202上方沉積氧化層206且填滿溝槽。對沉積的氧化層206進(jìn)行回蝕刻制程，以形成大體上和硅基底202共面的隔離結(jié)構(gòu)。溝槽隔離制程相較于局部氧化層(LOCOS)隔離技術(shù)為較佳的制程，理由是其所需的基底區(qū)域較少，且因此可形成高密度集成電路。此外，淺溝槽隔離制程一般可產(chǎn)生平坦的輪廓，而改進(jìn)后續(xù)的制程步驟(例如微影制程)。為了提供良好的隔離能力，溝槽隔離一般填入例如氧化硅的隔離物，氧化硅可以下列方法形成化學(xué)氣相沉積法、派鍍法或旋轉(zhuǎn)涂布沉積制程(spin-on depositionprocess),均勻的沉積旋轉(zhuǎn)涂布絕緣物(spin-on insulator, SOI)或旋轉(zhuǎn)涂布介電物(spin-on dielectrics, SOD)。旋轉(zhuǎn)涂布介電物材料(通常在反應(yīng)后以氧化娃的形式存在)相較于沉積制程在形成絕緣材料上具有較低的風(fēng)險。旋轉(zhuǎn)涂布介電物(SOD)技術(shù)使用高溫氧化制程反應(yīng)形成氧化硅。然而，旋轉(zhuǎn)涂布介電物(SOD)技術(shù)填入制程需要氮化硅襯層和氧化硅襯層，因此，包括以上兩襯層的旋轉(zhuǎn)涂布介電物(SOD)填入制程無法用于寬度小于15nm的溝槽隔離制程。根據(jù)上述，需要新穎的溝槽隔離技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述，本發(fā)明提供一種形成溝槽隔離物的方法，包括提供基底，包括溝槽；在溝槽中形成多晶硅層；及對基底進(jìn)行處理制程，使多晶硅層轉(zhuǎn)換成隔離層，且調(diào)整處理制程使溝槽相對側(cè)壁的隔離層擴(kuò)大至彼此接觸，使隔離層填滿溝槽。本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體組件的制造方法，包括提供基底，包括溝槽；在溝槽中形成多晶硅層；對基底進(jìn)行氧化制程，使多晶硅層轉(zhuǎn)換成氧化硅層，且調(diào)整氧化制程使溝槽相對側(cè)壁的氧化硅層擴(kuò)大至彼此接觸，使氧化硅層填滿溝槽；及移除溝槽外的氧化硅層。為讓本發(fā)明的特征能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明。



圖I顯示了一般的局部氧化層(LOCOS)隔離物；圖2顯示了一般的淺溝槽隔離物；圖3A 圖3B顯示了形成溝槽隔離物的方法；圖4A 圖4D顯示了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的形成溝槽隔離物的方法。主要組件符號說明
102 基底；104 墊氧化層；
106 氛化石圭罩希108 隔離區(qū)；
120 鳥嘴；202 基底；
204 硬式罩眷層； 206 乳化層；
302 基底；304 溝槽；
306 氧化層；308 主動區(qū)；
310 溝槽隔離物； 402 基底；
404 罩幕層；406 溝槽；
408 多晶娃層；410 主動區(qū)；
412 隔離層；414 溝槽卩兩離物。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)討論實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例?？梢岳斫獾氖牵瑢?shí)施例提供許多可應(yīng)用的發(fā)明概念，其可以較廣的變化實(shí)施。所討論的特定實(shí)施例僅用來揭示使用實(shí)施例的特定方法，而不用來限定所公開的范圍。以下文中的“一實(shí)施例”是指與本發(fā)明至少一實(shí)施例相關(guān)的特定圖樣、結(jié)構(gòu)或特征。因此，以下“在一實(shí)施例中”的敘述并不是指同一實(shí)施例。另外，在一個或多個實(shí)施例中的特定圖樣、結(jié)構(gòu)或特征可以適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合。值得注意的是，本說明書的圖式并未按照比例繪示，其僅用來揭示本發(fā)明。
以下根據(jù)圖3A 圖3B揭示形成溝槽隔離物的方法。首先，請參照圖3A，提供例如硅的半導(dǎo)體基底302。將基底302圖案化以形成溝槽304。然后，請參照圖3B，對半導(dǎo)體基底302進(jìn)行氧化步驟，以在溝槽304中形成氧化層306。值得注意的是，當(dāng)進(jìn)行氧化的時候，半導(dǎo)體基底302的材料因氧化而擴(kuò)大，因此溝槽304會填滿氧化層306，以形成溝槽隔離物310。上述形成溝槽隔離物310的方法可用在寬度小于15nm的溝槽304。然而，此方法具有以下缺點(diǎn)氧化溝槽304中基底302的步驟會消耗主動區(qū)308的基底302材料。因此，可用來形成主動組件的主動區(qū)308會縮小，影響到組件的積集度。以下根據(jù)圖4A 圖4D揭示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的形成溝槽隔離物的方法。提供基底402。基底402可以是半導(dǎo)體基底，例如硅、砷化鎵、藍(lán)寶石、玻璃或類似的材料。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，基底402是由硅所組成。然后，在基底402上形成罩幕層404。罩幕層404可以為氮化娃、氧化娃、氮化娃和氧化娃的堆棧層或其它鈍化(passivation)材料。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，罩幕層404可以由氮化硅組成。然后，以微影和蝕刻制程對罩幕層404進(jìn)行圖案化，然后以圖案化罩幕層404作為罩幕，蝕刻基底402以形成溝槽406。以 30nm技術(shù)作為范例，溝槽406的寬度約為15nm。對于更先進(jìn)的技術(shù)，溝槽406的寬度可小于15nm(例如12nm、10nm、8nm、5nm或更小的寬度)。請參照圖4B,在罩幕層404和溝槽406的側(cè)壁和底部上形成均勻且較厚的多晶硅層408。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，多晶硅層408的厚度范圍約為3 7nm。多晶硅層408可以物理氣相沉積法(PVD)或化學(xué)氣相沉積法(CVD)形成。低壓化學(xué)氣相沉積法(LPCVD)是形成多晶硅層408的較佳方法，理由是其可以形成較均勻的多晶硅層。多晶硅是以和硅相關(guān)的氣體(例如硅烷和二氯硅烷)分解形成，其溫度范圍約為600C 800°C，其壓力可以為常壓或低壓(例如100 200mili torr)。接著，如圖4C所示，對多晶硅層408進(jìn)行處理，以轉(zhuǎn)換成隔離層412。特別是，在處理的時候，多晶硅層408因處理而擴(kuò)大，因此溝槽406填滿隔離層412，以形成溝槽隔離物414。值得注意的是，上述處理步驟進(jìn)行至相對溝槽側(cè)壁上的隔離層412相接觸，以填滿溝槽406。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，多晶娃層408進(jìn)行熱氧化，以完全將多晶娃層408轉(zhuǎn)換成填滿溝槽406的氧化物。上述轉(zhuǎn)換制程可采用例如蒸氣氧化的濕氧化制程，其溫度可約介于900°C 1000°C之間。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，可對多晶硅層408進(jìn)行氮化，以完全將多晶硅層408轉(zhuǎn)換成填滿溝槽406的氮化物。以30nm技術(shù)，溝槽406的寬度約為15nm作為范例，多晶硅層的厚度范圍較佳地約為3 7nm。氧化制程的制程條件為溫度約為700°C 1000°C，制程時間約為30分鐘 120分鐘，制程室中可充滿氧氣或水蒸氣。更進(jìn)一步，可調(diào)整處理制程和隔離層412的厚度，使主動區(qū)410的基底材料在形成隔離層412的過程中不會被消耗，且組件的積集度也不會被影響。更進(jìn)一步，可調(diào)整處理制程的制程條件，使溝槽隔離物中不具有縫隙，因此溝槽隔離物414可提供良好的隔離特性。然后，請參照圖4D，進(jìn)行研磨或蝕刻制程，以移除溝槽406外的隔離層412和罩幕層404，以完成溝槽隔離物414的制作。值得注意的是，為簡潔，以上僅描述了一個溝槽隔離物414的制作。事實(shí)上，本發(fā)明包括在基底402中形成多個溝槽隔離物414。本發(fā)明形成溝槽隔離物的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，本發(fā)明形成溝槽隔離物的方法可運(yùn)用在30nm以下的技術(shù)(溝槽寬度小于15nm)，且提供良好的隔離特性。第二，本發(fā)明形成溝槽隔離物的方法不會消耗主動區(qū)的基底材料，所以組件的積集度不會被影響。雖然本發(fā)明已公開了上述較佳實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書 所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.ー種形成溝槽隔離物的方法，包括 提供基底，所述基底包括溝槽； 在所述溝槽中形成多晶硅層；及 對所述基底進(jìn)行處理制程，使所述多晶硅層轉(zhuǎn)換成隔離層，且調(diào)整所述處理制程使所述溝槽相對側(cè)壁的隔離層擴(kuò)大至彼此接觸，使所述隔離層填滿所述溝槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述處理制程是氧化制程。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述處理制程是氮化制程。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述溝槽的寬度小于15nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述隔離層是氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述隔離層是氮化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，還包括形成在所述基底上罩幕層，且所述形成多晶硅層的步驟是將所述多晶硅層形成在所述罩幕層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述罩幕層是氮化硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述處理制程的條件調(diào)整為，使填滿所述溝槽的隔離層不具有縫隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的形成溝槽隔離物的方法，還包括移除所述溝槽外的隔離層和罩.層。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的形成溝槽隔離物的方法，其特征在于所述基底包括主動區(qū)，且所述處理制程調(diào)整為，使所述基底的主動區(qū)在所述處理制程中不會被消耗。
12.—種半導(dǎo)體組件的制造方法，包括 提供基底，所述基底包括溝槽； 在所述溝槽中形成多晶硅層； 對所述基底進(jìn)行氧化制程，使所述多晶硅層轉(zhuǎn)換成氧化硅層，且調(diào)整所述氧化制程使所述溝槽相對側(cè)壁的氧化硅層擴(kuò)大至彼此接觸，使所述氧化硅層填滿所述溝槽；及移除所述溝槽外的氧化硅層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于所述溝槽的寬度小于15nm。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，還包括在所述基底上形成罩幕層，且所述形成多晶硅層的步驟是將所述多晶硅層形成在所述罩幕層上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于所述罩幕層是氮化硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，還包括移除所述溝槽外的罩幕層。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于所述氧化制程的條件調(diào)整為，使填滿所述溝槽的氧化硅層不具有縫隙。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于所述基底包括主動區(qū)，且所述氧化制程調(diào)整為，使所述基底的主動區(qū)在所述氧化制程中不會被消耗。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于所述氧化制程是濕氧化制程。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其特征在于所述氧化制程的溫度介于700°C 1000°C之間。
全文摘要
本申請公開了一種形成溝槽隔離物的方法，包括提供基底，包括溝槽；在溝槽中形成多晶硅層；及對基底進(jìn)行處理制程，使多晶硅層轉(zhuǎn)換成隔離層，且調(diào)整處理制程使溝槽相對側(cè)壁的隔離層擴(kuò)大至彼此接觸，使隔離層填滿溝槽。
文檔編號H01L21/762GK102760682SQ20111032026
公開日2012年10月31日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉獻(xiàn)文, 施信益, 陳逸男 申請人:南亞科技股份有限公司