溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]深槽隔離結(jié)構(gòu)在MEMS (Micro Electro Mechanical Systems,微機(jī)電系統(tǒng))領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。借助深槽隔離結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行電絕緣，電信號(hào)也可以通過(guò)深槽中的填充材料傳輸?shù)揭r底處理電路。深槽隔離結(jié)構(gòu)的填充一般采用LPCVD多晶硅、電鍍銅等。
[0003]然而，因LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposit1n,低壓化學(xué)氣相淀積)制備多晶硅時(shí)，為避免爐內(nèi)副產(chǎn)物的堆積對(duì)泵等硬件產(chǎn)生損耗，多晶硅生長(zhǎng)厚度要控制在I微米左右，所以采用LPCVD多晶硅作為填充材料時(shí)，深槽的最大寬度只能做到幾微米寬；采用電鍍銅作為填充材料時(shí)，銅作為金屬材料不能承受半導(dǎo)體前道工藝常用的熱過(guò)程，這樣嚴(yán)重限制了該工藝的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。一種溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括:
[0005]提供形成有溝槽結(jié)構(gòu)的硅片襯底；
[0006]在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層；
[0007]外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽；
[0008]去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層的步驟之前，還包括在所述溝槽的表面形成絕緣層的步驟。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在溝槽的表面形成絕緣層的步驟，是在溝槽表面淀積二氧化硅作為絕緣層。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述絕緣層的厚度為100納米?2000納米。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述種子層的厚度為50納米?1000納米。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用三氯氣石圭、四氯化娃、娃燒和二氯娃燒中的至少一種作為外延氣體。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用硼烷或者磷烷作為摻雜氣體。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，生長(zhǎng)溫度為900攝氏度?1200攝氏度。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，米用娃刻蝕技術(shù)或化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)去除所述娃片襯底表面多余的多晶硅。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多晶硅的淀積采用低壓化學(xué)氣相淀積法。
[0018]上述溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法采用外延生長(zhǎng)多晶硅，多晶硅厚度可以達(dá)到幾十微米，甚至幾百微米，這樣就可以用來(lái)填充幾十微米寬的溝槽，從而溝槽寬度不限制，同時(shí)該方法制作的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造可以承受半導(dǎo)體前導(dǎo)工藝常用的熱過(guò)程，擴(kuò)大了半導(dǎo)體工藝應(yīng)用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為一實(shí)施例的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法流程圖；
[0020]圖2為圖1所示實(shí)施例的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法效果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]一種溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟:
[0022]提供形成有溝槽結(jié)構(gòu)的硅片襯底；
[0023]在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層；
[0024]外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽；
[0025]去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。
[0026]以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2，分別為一實(shí)施例的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法流程圖及其對(duì)應(yīng)的效果示意圖。
[0027]該溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法包括:
[0028]步驟SllO:提供形成有溝槽結(jié)構(gòu)的硅片襯底。
[0029]硅片襯底110是一種具有價(jià)格便宜、可獲得尺寸大、器件工藝較成熟等優(yōu)點(diǎn)的半導(dǎo)體材料。
[0030]可以通過(guò)如下方式在硅片襯底110上形成溝槽:首先根據(jù)實(shí)際要求計(jì)算好溝槽的寬度與深度，然后在硅片襯底110的正面采用深硅刻蝕技術(shù)制作溝槽。這里所述溝槽的寬度和深度不受填充材料的厚度限制。在本發(fā)明中，溝槽結(jié)構(gòu)具有很高的深寬比，本領(lǐng)域一般將這種溝槽結(jié)構(gòu)稱(chēng)為深槽。
[0031]在本實(shí)施例中，所述深槽的寬度為30微米，深度為150微米?？梢岳斫?，在其他實(shí)施例中，根據(jù)具體器件的實(shí)際需要可以將寬度和深度做得更寬和更深。
[0032]步驟S120:在所述溝槽的表面淀積二氧化硅作為絕緣層。
[0033]二氧化硅120在集成電路制作過(guò)程中可以阻止雜質(zhì)擴(kuò)散，同時(shí)，二氧化硅120是良好的絕緣體。
[0034]在本實(shí)施例中，所述絕緣體的厚度即淀積的二氧化硅120厚度為100納米?2000納米。
[0035]步驟S130:在二氧化硅上淀積多晶硅作為外延的種子層。
[0036]多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過(guò)冷條件下凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來(lái)，就結(jié)晶成多晶石圭。
[0037]在本實(shí)施例中，采用LPCVD方法淀積一層薄的多晶硅130，所述種子層的厚度即淀積的多晶硅130厚度為50納米?1000納米。
[0038]步驟S140:外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽。
[0039]在適合的晶體底層上的單個(gè)晶體半導(dǎo)體薄膜的生長(zhǎng)就是外延生長(zhǎng)。
[0040]在本實(shí)施例中，以步驟S130中淀積的一層薄的多晶硅130為外延種子層，采用三氯氫硅為外延氣體，硼烷為摻雜氣體，900攝氏度?1200攝氏度為生長(zhǎng)溫度進(jìn)行外延生長(zhǎng)多晶硅140以填充所述深槽。
[0041 ] 可以理解，在其他實(shí)施例中，外延氣體還可以采用四氯化硅、硅烷或二氯硅烷等，摻雜氣體還可以采用磷烷，當(dāng)然也可以不采用任何摻雜氣體。
[0042]步驟S150:去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。
[0043]在本實(shí)施例中，采用深硅刻蝕技術(shù)去除所述硅片襯底表面的多晶硅，制造出高深寬的深槽隔離結(jié)構(gòu)。可以理解，在其他實(shí)施例中，還可以采用CMP(Chemical mechanicalpolish,化學(xué)機(jī)械拋光)去除所述娃片襯底表面的多晶石圭。
[0044]上述溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法采用外延生長(zhǎng)多晶硅140，多晶硅140厚度可以達(dá)到幾十微米，甚至幾百微米，這樣就可以用來(lái)填充幾十微米寬的深槽，從而深槽寬度不限制，同時(shí)該方法制作的深槽隔離結(jié)構(gòu)的制造可以承受半導(dǎo)體工藝常用的熱過(guò)程，擴(kuò)大了半導(dǎo)體工藝應(yīng)用范圍。
[0045]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括: 提供形成有溝槽結(jié)構(gòu)的硅片襯底； 在石圭片襯底上淀積多晶??圭作為外延的種子層； 外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽； 去除所述??圭片襯底表面多余的多晶石圭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層的步驟之前，還包括在所述溝槽的表面形成絕緣層的步驟。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述在溝槽的表面形成絕緣層的步驟，是在溝槽表面淀積二氧化硅作為絕緣層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述絕緣層的厚度為100納米?2000納米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述種子層的厚度為50納米?1000納米。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用三氯氫硅、四氯化硅、硅烷和二氯硅烷中的至少一種作為外延氣體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用硼烷或者磷烷作為摻雜氣體。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，生長(zhǎng)溫度為900攝氏度?1200攝氏度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，采用硅刻蝕技術(shù)或化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述多晶硅的淀積采用低壓化學(xué)氣相淀積法。
【專(zhuān)利摘要】一種溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括：提供形成有溝槽結(jié)構(gòu)的硅片襯底；在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層；外延生長(zhǎng)多晶硅以填充所述溝槽；去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。本發(fā)明可以承受半導(dǎo)體前導(dǎo)工藝常用的熱過(guò)程，擴(kuò)大了半導(dǎo)體工藝應(yīng)用范圍。
【IPC分類(lèi)】H01L21/762
【公開(kāi)號(hào)】CN105185737
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410241482
【發(fā)明人】荊二榮
【申請(qǐng)人】無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2014年5月30日