一種半導體器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導體器件及其制造方法。本發(fā)明的方法包括：1）在襯底上形成墊氧化層；2）在所述墊氧化層上形成具有隔離區(qū)圖形的阻擋層，且所述隔離區(qū)圖形能暴露出墊氧化層的表面；3）注入離子，使離子通過隔離區(qū)圖形暴露出的墊氧化層表面進入襯底；4）熱處理，使襯底中的離子橫向擴散，形成離子注入層；5）以具有隔離區(qū)圖形的阻擋層為掩模，刻蝕墊氧化層和離子注入層，使襯底上形成淺槽隔離區(qū)；6）在所述襯底的淺槽隔離區(qū)內形成場氧化層。本發(fā)明方法工藝簡單，其在不降低墊氧化層及場氧化層厚度的情況下能夠顯著減小半導體器件中的鳥嘴長度，從而保證了半導體器件有源區(qū)的面積，可廣泛應用于MOS制造領域。
【專利說明】一種半導體器件及其制造方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導體制造【技術領域】，具體涉及一種半導體器件及其制造方法。

【背景技術】
[0002] 目前，0. 35微米以上的金屬氧化物半導體（M0S)制造工藝中普遍采用娃局部氧化 法（LOCOS, Local oxidation of silicon)作為隔離方法，其以氮化物作為掩模來實現娃 的局部氧化，在除了形成有源晶體管的區(qū)域(有源區(qū)）以外的其它區(qū)域生長一層厚的氧化層 (即場氧化層)，用以防止器件之間發(fā)生漏電、干擾、短路等現象。
[0003] 傳統(tǒng)的L0C0S工藝一般包括以下幾個步驟：1)在硅襯底上形成墊氧化層（一般為 二氧化硅）；2)在墊氧化層淀積氮化硅層；3)在氮化硅層上涂布光刻膠，并用定義有隔離區(qū) 圖形的掩模板進行曝光，之后顯影，形成具有隔離區(qū)圖形的光刻膠層；4)以具有隔離區(qū)圖形 的光刻膠層作為掩模進行刻蝕，去除隔離區(qū)圖形部分的氮化硅層；5)利用隔離區(qū)圖形部分 以外的氮化硅作為局部氧化的掩模生長場氧化層。傳統(tǒng)工藝制備的半導體器件的剖面結構 示意圖如圖1所示，其包括：硅襯底1 ;位于所述硅襯底1表面的二氧化硅2 ;位于所述二氧 化硅2上的氮化硅3 ;位于所述硅襯底1內、用于隔離有源區(qū)的場氧化層4。
[0004] 然而，氧在二氧化硅中的擴散是一個等向性的過程，在進行局部氧化時，氧會通過 氮化硅下方的二氧化硅層進行橫向擴散，在靠近刻蝕窗口的氮化硅層下方會生長出二氧化 硅，由于氧化層消耗的硅更厚，因此在氮化物掩模下的氧化物生長將抬高氮化物的邊緣，這 種現象稱為"鳥嘴效應"。按照上述傳統(tǒng)工藝，生長的場氧化層4會橫向擴散滲透到氮化硅 3的下方，從而在氮化硅3的邊緣附近形成鳥嘴區(qū)5,其擠占了器件有源區(qū)的面積，從而降低 了器件的集成度。特別是，鳥嘴區(qū)的長度與場氧化層的厚度密切相關，在半導體芯片中含有 較多場氧化層區(qū)塊的情況下，因所形成的鳥嘴區(qū)最終擠占掉的器件有源區(qū)的面積是相當可 觀的。
[0005] 為了解決上述問題，現有技術中常采用減小氮化硅下方墊氧化層的厚度來控制 "鳥嘴"的長度，一般來說，墊氧化層的厚度越薄，"鳥嘴"越短。然而，墊氧化層的厚度受到 氮化硅的制約，墊氧化層太薄容易增大氮化硅施加在硅襯底表面上的應力，從而無法起到 保護硅襯底的作用。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明提供一種半導體器件及其制造方法，本發(fā)明方法無需減小墊氧化層的厚 度，并且在不改變場氧化層厚度的情況下，顯著減小了傳統(tǒng)L0C0S工藝中所形成的鳥嘴長 度，從而有效地保證了半導體器件中有源區(qū)的面積，提高了半導體器件的集成度。
[0007] 本發(fā)明提供的半導體器件，包括：
[0008] 襯底，其上設有淺槽隔離區(qū)，在所述淺槽隔離區(qū)的外圍設有離子注入層；
[0009] 位于所述襯底上的墊氧化層，其具有隔離區(qū)圖形，并且所述隔離區(qū)圖形暴露出淺 槽隔離區(qū)；
[0010] 位于所述墊氧化層上的阻擋層，其具有隔離區(qū)圖形，并且所述隔離區(qū)圖形暴露出 淺槽隔離區(qū)；以及
[0011] 位于所述淺槽隔離區(qū)的場氧化層。
[0012] 根據本發(fā)明的半導體器件，所述離子注入層沿所述淺槽隔離區(qū)外圍向外橫向延伸 0. 07-0. 13um，所述離子具體為氮離子。
[0013] 進一步地，本發(fā)明所述襯底也可稱為基底或基片等，在具體方案中，所述襯底為硅 襯底；所述墊氧化層的厚度為

【權利要求】
1. 一種半導體器件，其特征在于，包括： 襯底，其上設有淺槽隔離區(qū)，在所述淺槽隔離區(qū)的外圍設有離子注入層； 位于所述襯底上的墊氧化層，其具有隔離區(qū)圖形，并且所述隔離區(qū)圖形暴露出淺槽隔 離區(qū)； 位于所述墊氧化層上的阻擋層，其具有隔離區(qū)圖形，并且所述隔離區(qū)圖形暴露出淺槽 隔離區(qū)；以及 位于所述淺槽隔離區(qū)的場氧化層。
2. 根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述離子注入層沿所述淺槽隔離 區(qū)外圍向外橫向延伸0. 07-0. 13um。
3. 根據權利要求1或2所述的半導體器件，其特征在于，所述襯底為硅襯底，所述阻擋 層為氮化物層。
4. 權利要求1-3中任一項所述半導體器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 在襯底上形成墊氧化層； 2) 在所述墊氧化層上形成具有隔離區(qū)圖形的阻擋層，且所述隔離區(qū)圖形能暴露出墊氧 化層的表面； 3) 注入離子，使離子通過隔離區(qū)圖形暴露出的墊氧化層表面進入襯底； 4) 熱處理，使襯底中的離子橫向擴散，形成離子注入層； 5) 以具有隔離區(qū)圖形的阻擋層為掩模，刻蝕墊氧化層和離子注入層，使襯底上形成淺 槽隔離區(qū)； 6) 在所述襯底的淺槽隔離區(qū)內形成場氧化層。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，使所述離子在襯底中橫向擴散的范圍為 0. 07-0. 13um。
6. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述離子為氮離子，所述離子的注入能量 為 30-50kev，注入劑量為 1014-1015/cm2。
7. 根據權利要求4-6中任一所述的方法，其特征在于，所述熱處理在氮氣氛圍下進行， 熱處理的溫度為l〇〇〇-ll〇〇°C，時間為60-90分鐘。
8. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括： 在所述墊氧化層上形成氮化物層； 在所述氮化物層上涂布光刻膠，通過具有隔離區(qū)圖形的掩模板進行曝光、顯影，形成具 有隔離區(qū)圖形的光刻膠層； 以具有隔離區(qū)圖形的光刻膠層為掩?？涛g氮化物層，形成具有隔離區(qū)圖形的阻擋層， 且所述隔離區(qū)圖形能暴露出墊氧化層的表面。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特征在于： 向所形成的具有隔離區(qū)圖形的阻擋層注入離子，使離子通過隔離區(qū)圖形暴露出的墊氧 化層表面進入襯底，然后去除光刻膠層。
10. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述淺槽隔離區(qū)的深度彡0. 2um。
11. 根據權利要求4-10中任一項所述的方法，其特征在于，所述墊氧化層的材料為氧 化硅，所述氮化物層的材料為氮化硅，所述場氧化層的材料為氧化硅。
【文檔編號】H01L21/762GK104299984SQ201310306522
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權日:2013年7月19日
【發(fā)明者】聞正鋒, 馬萬里, 趙文魁 申請人:北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司