專利名稱：具有淺溝槽隔離的半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，尤其涉及一種具有淺溝槽隔離(STI)的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
硅的局部氧化(LOCOS)為一種公知的用于半導(dǎo)體器件的元件隔離方法。
按照硅局部氧化技術(shù)，在硅襯底上形成氧化硅膜作為緩沖層之后，形成氮化硅膜作為防止氧化的掩蔽層，并在構(gòu)圖氮化硅膜之后，經(jīng)由氧化硅膜熱氧化硅襯底的表面。
在熱氧化硅襯底的同時(shí)，諸如氧氣和濕氣之類的氧化籽源(seed)侵入氮化硅膜下的緩沖氧化硅膜，由此氮化硅膜下的硅襯底表面也被氧化，并形成稱為鳥嘴(bird’s beak)的氧化硅區(qū)。形成鳥嘴的區(qū)域基本上不能用作元件形成區(qū)(有源區(qū))，從而使元件形成區(qū)面積變小。
如果在形成具有各種尺寸的開口的氮化硅膜之后，熱氧化襯底表面，則在具有窄尺寸開口下的硅襯底上形成的氧化硅膜的厚度比在具有寬尺寸開口下的硅襯底上形成的氧化硅膜的厚度薄。這種現(xiàn)象稱為薄化(thinning)。
隨著半導(dǎo)體器件變得越來(lái)越小，由于鳥嘴和薄化，在半導(dǎo)體襯底的整個(gè)區(qū)域中沒(méi)有用作元件形成區(qū)的區(qū)域面積增加。即，縮小元件形成區(qū)的比值增加，阻礙了半導(dǎo)體器件的高集成度。
溝槽隔離(TI)技術(shù)為公知形成元件隔離區(qū)的技術(shù)。采用這種技術(shù)，在半導(dǎo)體襯底表面下形成溝槽，并在溝槽中埋置絕緣體或多晶硅。這種方法通常用于需要深元件隔離區(qū)的雙極晶體管LSI。
為了消除鳥嘴和薄化，溝槽隔離廣泛用于MOS晶體管LSI。因?yàn)镸OS晶體管LSI不要求元件隔離區(qū)像雙極晶體管那么深，由大約0.1到1.0μm深的相對(duì)淺溝槽就可以實(shí)現(xiàn)元件隔離。這種結(jié)構(gòu)稱為淺溝槽隔離(STI)。
參照附圖5A至5H介紹STI形成工藝。
如圖5A所示，在硅襯底1的表面上，通過(guò)熱氧化形成具有例如10nm厚度的氧化硅膜2。在該氧化硅膜2上，通過(guò)化學(xué)氣相淀積(CVD)形成例如100到150nm厚的氮化硅膜3。氧化硅膜2用作釋放硅襯底1和氮化硅膜3之間應(yīng)力的緩沖層。氮化硅膜3用作隨后拋光工藝中的停止(stopper)層。
在氮化硅膜3上形成抗蝕圖形4。由抗蝕圖形4限定的開口限定形成元件形成區(qū)的區(qū)域。在抗蝕圖形4下的硅襯底區(qū)成為形成元件的有源區(qū)。
通過(guò)使用抗蝕圖形4作為蝕刻掩模，通過(guò)反應(yīng)離子蝕刻(RIE)蝕刻開口中露出的氮化硅膜3、在氮化硅膜下的氧化硅膜2和在氧化硅膜下的硅襯底1到大約0.5μm深，以形成溝槽6。
如圖5B所示，熱氧化溝槽6中露出的硅襯底表面，以形成例如10nm厚的熱氧化硅膜。
如圖5C所示，例如通過(guò)高密度等離子體(HDP)CVD在硅襯底上形成埋置溝槽的氧化硅膜9。為了使將用作元件隔離區(qū)的氧化硅膜9變得致密，例如在氮?dú)鈿夥罩?00到1100℃下退火硅襯底。
如圖5D所示，通過(guò)使用氮化硅膜3作為停止層，通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(chemical mechanical polishing，CMP)或反應(yīng)離子蝕刻(RIE)從氧化硅膜9的頂表面開始去除不必要的氧化硅膜9。僅在由氮化硅膜3限定的溝槽中保留氧化硅膜9。為了使氧化硅膜變得致密可以在這個(gè)階段進(jìn)行退火。
如圖5E所示，用熱磷酸去除氮化硅膜3。接著，用稀釋的氫氟酸去除硅襯底1表面上的緩沖氧化硅膜2。此時(shí)，還蝕刻埋置在溝槽中的氧化硅膜9。
如圖5F所示，熱氧化硅襯底1的表面，以在襯底表面上形成犧牲(sacrificial)氧化硅膜22。所需導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子經(jīng)由犧牲氧化硅膜22被注入到硅襯底1的表面層中并被激活，以形成所需導(dǎo)電類型的阱10。隨后用稀釋的氫氟酸去除犧牲氧化硅膜22。去除犧牲氧化硅膜22的同時(shí)，還蝕刻氧化硅膜9。
如圖5G所示，熱氧化硅襯底的露出表面，以形成具有用作柵絕緣膜的所需厚度的氧化硅膜11。在硅襯底1上淀積多晶硅膜12，并構(gòu)圖該多晶硅膜12，以形成柵極。
如圖5H所示，注入并激活具有與阱10相反導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，以形成源/漏區(qū)S/D1。如果需要，在柵極側(cè)壁上形成側(cè)壁間隔SW，并再次注入并激活具有與阱10相反導(dǎo)電類型的雜質(zhì)離子，以形成高濃度源/漏區(qū)S/D2。
由于在溝槽中埋置了氧化硅膜并為了使氧化硅膜9變致密而進(jìn)行退火工藝，氧化硅膜9變得致密并還被壓縮，從而使被該氧化硅膜9包圍的元件形成區(qū)受到壓應(yīng)力。
由于施加了壓應(yīng)力，硅襯底1的有源區(qū)中電子遷移率顯著降低。由此降低了飽和漏極(drain)電流。隨著由于微細(xì)元件有源區(qū)變窄，壓應(yīng)力的影響變大。
如圖5G所示，如果蝕刻元件隔離區(qū)9的肩部并在柵極下形成斷片(divot)，則柵極不僅包圍元件形成區(qū)的上表面，而且包圍硅襯底元件形成區(qū)的肩部側(cè)壁。當(dāng)向具有這種形狀的柵極施加電壓時(shí)，電場(chǎng)集中在元件形成區(qū)的肩部，從而形成具有低閾值電壓的晶體管。這種寄生晶體管在IV特性上形成隆起(hump)特性。
如圖5H所示，形成包括蝕刻停止層的層間絕緣膜IL1覆蓋柵極，并形成接觸孔到達(dá)源/漏區(qū)S/D2。在接觸孔中埋置導(dǎo)電插塞PL。在這種情況下，如果在接觸孔下的STI中形成斷片，則形成接觸孔比有源區(qū)表面深。因此，導(dǎo)電插塞PL和源/漏區(qū)S/D2下的阱10之間的距離變短，導(dǎo)致通過(guò)遂穿等產(chǎn)生漏(leak)電流的可能。
日本專利特開公報(bào)平11-297812號(hào)提出了以下方法。為了在蝕刻和去除停止氮化物膜時(shí)抑制斷片的形成，以及為了防止隆起特性和漏電流，在溝槽內(nèi)表面上形成的氧化硅膜上形成氮化硅膜，同時(shí)在溝槽中填充掩模材料，并蝕刻掩模材料，從而使溝槽中掩模材料的表面平面比半導(dǎo)體襯底的表面平面低，并去除在溝槽的上內(nèi)表面上露出的氮化硅膜。
由于淺溝槽開口變窄，難于用絕緣膜完全埋置溝槽的內(nèi)部。在絕緣膜的界面可能形成縫隙，或者在絕緣膜中可能形成氣孔。如果存在縫隙或氣孔，在蝕刻期間可能露出氣孔，由此可以發(fā)生形態(tài)異常或降低在隨后工藝中的制造產(chǎn)量。
日本專利特開公報(bào)平11-297811號(hào)提出了以下方法。在半導(dǎo)體襯底的表面上淀積氮化硅膜，并使用抗蝕掩模通過(guò)蝕刻形成溝槽。氧化露出的表面并在其上淀積氮化硅膜，隨后在溝槽中淀積第一TEOS膜。在通過(guò)濕蝕刻回蝕刻第一TEOS膜之后，在溝槽中淀積第二TEOS膜。
盡管通過(guò)STI的元件隔離適合于小型化(miniaturization)，但STI存在固有的問(wèn)題。如果形成STI表面比有源區(qū)表面低的區(qū)域，將產(chǎn)生各種問(wèn)題。需要能夠抑制STI的固有問(wèn)題的新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)良好晶體管特性的使用STI的半導(dǎo)體器件的制造方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有良好晶體管特性的半導(dǎo)體器件。
按照本發(fā)明的一個(gè)方案，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括步驟(a)在半導(dǎo)體襯底的表面上形成用于化學(xué)機(jī)械拋光的停止層；(b)在停止層和半導(dǎo)體襯底中形成元件隔離溝槽；(c)淀積氮化物膜覆蓋溝槽的內(nèi)表面；(d)通過(guò)高密度等離子體氧化淀積第一氧化物膜，該第一氧化物膜至少埋置淀積有氮化物膜的溝槽下部；(e)用氫氟酸清洗在溝槽側(cè)壁上的第一氧化物膜；(f)清洗之后通過(guò)高密度等離子體氧化淀積第二氧化物膜，該第二氧化物膜埋置溝槽；以及(g)通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光去除在停止層上的氧化物膜。
按照本發(fā)明的另一個(gè)目的，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；元件隔離溝槽，其在半導(dǎo)體器件中限定有源區(qū)；氮化物膜，覆蓋元件隔離溝槽的內(nèi)壁，并具有使氮化物膜的上部從內(nèi)壁的中間深度變薄的臺(tái)階；以及高密度等離子體氧化物膜，埋置在元件隔離溝槽中由氮化物膜限定的間隙。
由氮化硅膜的拉應(yīng)力緩和高密度等離子體氧化物膜的壓應(yīng)力，從而可以增加漏極電流。實(shí)施至少兩次高密度等離子體氧化工藝，并在高密度等離子體氧化工藝之間插入清洗工藝，以去除在側(cè)壁上的氧化物膜，由此可以用絕緣膜埋置溝槽。因?yàn)樵趥?cè)壁上留有氮化物膜，防止了在有源區(qū)的側(cè)面上形成斷片，并能夠抑制在有源區(qū)形成的晶體管產(chǎn)生隆起和漏電流增加。


圖1A至1G是說(shuō)明按照本發(fā)明實(shí)施例STI形成方法的剖面圖。
圖2示出了被稀釋的氫氟酸蝕刻的氧化物膜和氮化物膜之間蝕刻率的關(guān)系圖。
圖3是示出了在有源區(qū)中形成的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖4是示意性示出了半導(dǎo)體集成電路器件結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5A至5H是說(shuō)明按照常規(guī)技術(shù)STI形成方法的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A至1G是說(shuō)明按照發(fā)明實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件方法的主要工藝的半導(dǎo)體襯底的剖面圖。
如圖1A所示，在800℃濕法氧化硅襯底1的表面，以形成大約5nm厚的緩沖氧化物膜2。接著，在775℃的襯底溫度下通過(guò)化學(xué)氣相淀積(CVD)形成例如112nm厚的氮化硅層3。該氮化硅層3在化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)期間提供停止層的功能。對(duì)于氮化硅層CVD可以使用例如二氯硅烷和氨氣等作為源材料。
在氮化硅層3上形成光刻掩模4。該光刻掩模4在形成元件的有源區(qū)上限定圖形并具有形成元件隔離區(qū)的開口。通過(guò)使用光刻圖形4作為蝕刻掩模，蝕刻氮化硅層3、氧化硅層2和襯底1，以形成用于元件隔離的溝槽6(淺溝槽隔離，STI)。
由于近來(lái)半導(dǎo)體器件的高集成度，半導(dǎo)體元件間的間隙非常窄。因此STI溝槽的寬度很窄。例如，以140nm的寬度形成370nm深的溝槽。
在該蝕刻工藝期間可以消除光刻圖形4。在光刻圖形4消除之后，氮化硅層3的圖形用作硬掩模。如果留下了光刻圖形4，蝕刻之后將其去除。
如圖1B所示，通過(guò)干法氧化、濕法氧化或鹽酸氧化在溝槽中露出的硅襯底表面上形成5nm到10nm的熱氧化墊(liner)氧化物膜7。在形成熱氧化墊氧化物膜7之后，在包括溝槽表面的襯底表面上通過(guò)CVD淀積氮化硅墊膜8。源氣體可以是二氯硅烷和氨氣、二三丁氨硅烷(BTBAS)和氨氣等。
為了表現(xiàn)出高拉應(yīng)力補(bǔ)償通過(guò)高密度等離子體氧化產(chǎn)生的氧化硅膜的壓應(yīng)力，氮化硅膜越厚越好。為了可以在隨后的工藝埋置氧化物膜，設(shè)定氮化硅墊膜8的厚度，以使在形成氮化物膜之后在溝槽的正面保留60nm或更寬的寬度。在溝槽具有140nm寬度的情況下，淀積40nm厚或更薄(例如30nm到40nm)的氮化硅膜8，以確保具有60nm或更寬寬度的正面。
為了抑制STI剝離或分離，設(shè)置氮化硅墊層的厚度的優(yōu)選數(shù)據(jù)為8nm或更薄，或是20nm或更厚。例如，通過(guò)使用二氯硅烷和氨氣作為源氣體，在650℃的襯底溫度下形成具有20nm或更厚厚度的氮化硅膜。通過(guò)使用BTBAS和氨氣作為源氣體，在580℃的襯底溫度下可形成具有6nm厚度的氮化硅膜。
如圖1C所示，在形成有氮化硅墊膜8的溝槽中通過(guò)高密度等離子體(HDP)CVD淀積氧化物膜，以形成第一氧化物膜9a。例如，通過(guò)向上電極施加3200W的高頻RF功率和向下電極施加2100W的低頻RF功率，同時(shí)流入120cc的硅烷、160cc的氧氣和500cc的He作為源氣體，在平坦的表面上淀積第一高密度等離子體氧化物膜9a到140nm的厚度。
盡管從溝槽的底部淀積氧化物9a，難于防止在上溝槽區(qū)中氧化物膜的側(cè)壁逐漸延伸。即使將通過(guò)一高密度等離子體氧化埋置具有例如超過(guò)3深寬比的溝槽，在上溝槽區(qū)中也將可能形成氣孔(void)。
如圖1D所示，在溝槽埋置到其中間深度之后，優(yōu)選半深度或更深，通過(guò)稀釋的氫氟酸進(jìn)8清洗。稀釋的氫氟酸包含的水為氫氟酸的10到100倍。該清洗去除了在溝槽上區(qū)域中延伸的側(cè)壁上形成的氧化物膜。由于蝕刻了氧化物膜9a，露出了下面的氮化物膜8。因?yàn)橥ㄟ^(guò)CVD淀積的氮化硅膜包括H，其由氫氟酸蝕刻。
例如，使用YGH作為用于清洗的稀釋氫氟酸溶液，其為0.2％HF(Y)、H2O2+NH3+H2O＝1∶2∶110(G)和H2O2+HCL+H2O＝1∶2∶110(H)的混合物，并進(jìn)行蝕刻到相應(yīng)于14nm厚熱氧化膜的蝕刻量。
圖2示出了被稀釋氫氟酸蝕刻的氧化物膜和氮化物膜之間的蝕刻量對(duì)比示圖。測(cè)量標(biāo)示點(diǎn)(plot)幾乎在一直線上。例如，如果蝕刻10nm厚的氧化物膜，假定氮化物膜存在情況下蝕刻掉大約2.7nm的氮化物膜。通過(guò)控制稀釋氫氟酸的蝕刻時(shí)間控制蝕刻，留下例如大約5nm厚的氮化硅膜8。通過(guò)保留一些氮化硅膜8，可以抑制在隨后工藝中形成斷片。
如果上平面(level)氮化物膜8的厚度設(shè)定為7nm或更薄，在化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)之后用熱磷酸蝕刻期間，可以防止溝槽中的氮化物膜被蝕刻。由于熱磷酸是相對(duì)粘性液體，因此其難于進(jìn)到7nm或更薄的間隙。如果在其上區(qū)域中氮化物墊膜的厚度被設(shè)定為7nm或更薄，在形成STI之后用熱磷酸對(duì)氮化硅膜的蝕刻工藝期間，即使蝕刻氮化物墊膜的上端部分，由于熱磷酸難于滲透到氮化物墊膜中，將不會(huì)再進(jìn)行蝕刻。
如圖1E所示，在襯底上通過(guò)到密度等離子體淀積第二氧化物膜9b，而該襯底在溝槽上側(cè)壁上的氧化物膜被去除。因?yàn)槿コ嗽趥?cè)壁上的氧化物膜，能夠適當(dāng)?shù)芈裰脺喜?，而不?huì)形成氣孔、縫隙等。
通過(guò)使用與第一高密度等離子體氧化相同的源氣體和RF功率進(jìn)行第二高密度等離子體氧化到大約265nm的厚度。為了可靠地埋置溝槽，淀積較厚的氧化物膜。
如圖1F所示，通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光去除在氮化物膜3上淀積的高密度等離子體氧化物膜9b和9a(和氮化物墊膜8)?？赡軙?huì)拋光停止氮化物膜3的一部分。在CMP之后，例如在1000℃的溫度進(jìn)行退火以使氧化物膜致密并確保氮化物膜的拉應(yīng)力。
如圖1G所示，通過(guò)熱磷酸去除用作停止層的氮化硅膜3。如果在STI側(cè)壁上形成為墊層的氮化硅膜8的上部厚度為7nm或更薄，熱磷酸難于滲透到這么窄的寬度，蝕刻在氮化物墊膜中將不再進(jìn)行。
此后，蝕刻并去除緩沖氧化硅膜2。形成熱氧化犧牲膜，隨后注入離子，以形成阱。蝕刻并去除熱氧化犧牲膜，并形成熱氧化膜，作為柵絕緣膜。蝕刻氧化物膜的同時(shí)，在某些情況中還蝕刻墊氧化物膜7。由于氧化物的厚度被設(shè)定為大約5nm或更薄，諸如稀釋氫氟酸之類的濕蝕刻劑難于滲透，由此能夠抑制蝕刻墊氧化物膜7。因?yàn)樵赟TI表面上留有墊氮化物膜8，能夠抑制在蝕刻工藝期間形成斷片。
圖3是在被元件隔離區(qū)包圍和限定的有源區(qū)中形成的MOS晶體管的剖面圖。在p型硅襯底1的有源區(qū)中形成p型阱10。在另一個(gè)有源區(qū)中還形成n型阱。在去除整個(gè)氧化物膜之后，通過(guò)熱氧化在有源區(qū)的表面上形成柵絕緣膜11，在柵絕緣膜11上形成多晶硅柵極層12。在構(gòu)圖柵極層12之后，為了形成源/漏區(qū)S/D1作為延伸部分，注入n型雜質(zhì)離子。通過(guò)注入p型雜質(zhì)離子環(huán)繞延伸部分形成凹穴(pocket)區(qū)Pt。
在襯底表面上淀積氧化硅層等，并通過(guò)反應(yīng)離子蝕刻(RIE)各向異性地蝕刻該氧化硅層，僅保留在柵極12的側(cè)壁上的側(cè)壁間隔SW。在這個(gè)階段，再次注入n型雜質(zhì)，以形成高濃度源/漏區(qū)S/D2。在襯底表面上，淀積例如Co膜，以通過(guò)硅化反應(yīng)在硅表面上形成硅化鈷膜13。通過(guò)二次反應(yīng)清洗掉未反應(yīng)Co膜，以形成低電阻硅化鈷膜13。
在襯底表面上形成用作蝕刻停止層的氮化硅膜14。在該膜上，通過(guò)CVD淀積用作層間絕緣膜的氧化物膜15。氧化物膜15可以是PSG膜、BPSG膜、等離子體TEOS氧化物膜、高密度等離子體氧化物等。在平面化(planarize)層間絕緣膜15的表面之后，形成接觸孔，并通過(guò)濺射或CVD在接觸孔中淀積諸如Ti/TiN疊層之類的膠粘(glue)層16。如圖3所示，如果接觸孔延伸到STI區(qū)且在STI區(qū)的邊沿附近存在斷片，接觸金屬向下延伸環(huán)繞有源區(qū)的肩部。在淀積膠粘層16之后，通過(guò)CVD淀積例如W，以形成導(dǎo)電插塞17。通過(guò)CMP等去除在層間絕緣膜上不必要的金屬。
在上面的介紹中，盡管通過(guò)實(shí)例形成了n溝道MOS晶體管，還可以通過(guò)類似的工藝形成p溝道MOS晶體管。在這種情況下，雜質(zhì)的導(dǎo)電類型由n型轉(zhuǎn)化為p型，反之亦然。
在上面實(shí)施例的介紹中，STI的深度設(shè)定為370nm，而寬度設(shè)定為140nm，該STI被用作高速和低壓器件。如果器件需要更高電壓而并不需要特別高的速度，溝槽的寬度設(shè)定為大約200nm，深度設(shè)定為370nm，高速和低壓器件與此相同。如果溝槽寬度為200nm，溝槽正面在形成墊氮化物膜之后比120nm窄，則難于通過(guò)一次高密度等離子體氧化工藝埋置溝槽。與在上面實(shí)施例中一樣，因?yàn)閳?zhí)行了兩次高密度等離子體氧化工藝，能夠適當(dāng)?shù)芈裰脺喜邸?br> 圖4是示出半導(dǎo)體集成電路器件結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。半導(dǎo)體襯底1形成有p阱和n阱，在p阱中形成n溝道MOS晶體管，在n阱中形成p溝道MOS晶體管。在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，環(huán)繞源/漏區(qū)S/D1形成相反導(dǎo)電類型的凹穴區(qū)Pt作為延伸部分。在硅表面上形成硅化鈷層13，氮化硅層14覆蓋硅化鈷層13。通過(guò)層間絕緣膜15埋置導(dǎo)電插塞PL。在層間絕緣膜15上形成層間絕緣膜19，在層間絕緣膜19上形成蝕刻停止層20。通過(guò)蝕刻停止層20和層間絕緣膜19形成溝槽，在溝槽中埋置銅第一布線層W1等。具有氧攔截(intercept)功能的蝕刻停止層ES2覆蓋第一布線層W1的表面，堆疊第二層間絕緣膜IL2，并形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的第二布線層W2。具有氧攔截功能的蝕刻停止層ES3覆蓋第二布線層W2的表面，堆疊第三層間絕緣膜IL3，并通過(guò)第三層間絕緣膜IL3和第三蝕刻停止層ES3形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的第三布線層W3。具有氧攔截功能的蝕刻停止層ES4覆蓋第三布線層W3的表面，堆疊第四層間絕緣膜IL4，并形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的第四布線層W4。具有氧攔截功能的蝕刻停止層ES5覆蓋第四布線層W4的表面，堆疊第五層間絕緣膜IL5，并通過(guò)第五層間絕緣膜IL5和第五蝕刻停止層ES5形成雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的第五布線層W5。具有氧攔截功能的蝕刻停止層ES6覆蓋第五布線層W5的表面，在第五布線層W5上堆疊第六層間絕緣膜IL6。通過(guò)第六層間絕緣膜IL6和第六蝕刻停止層ES6埋置銅布線插塞PDB作為焊盤(pad)基底。在焊盤基底PDB上形成由例如鋁構(gòu)成的焊盤PD。在除了焊盤的其它區(qū)中，在第六層間絕緣膜IL6上形成第七蝕刻停止層ES7，并在第七停止層ES7上形成鈍化層PT。除了氧化硅膜之外可以使用具有比CVD氧化硅膜低的介電常數(shù)的氧化硅膜、有機(jī)絕緣膜等作為層間絕緣膜的材料。有機(jī)絕緣膜和氧化硅膜都可以分別用作多層布線結(jié)構(gòu)的低級(jí)層間絕緣膜和高級(jí)層間絕緣膜。
結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明。本發(fā)明不僅限于上面的實(shí)施例。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，可以進(jìn)行各種變型、改進(jìn)、結(jié)合等是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括以下步驟(a)在一半導(dǎo)體襯底的表面上形成用于化學(xué)機(jī)械拋光的一停止層；(b)在所述停止層和所述半導(dǎo)體襯底中形成一元件隔離溝槽；(c)淀積一氮化物膜，覆蓋所述溝槽的內(nèi)表面；(d)通過(guò)高密度等離子體CVD淀積一第一氧化物膜，所述第一氧化物膜至少埋置淀積有所述氮化物膜的所述溝槽下部；(e)用氫氟酸清洗所述溝槽側(cè)壁上的所述第一氧化物膜；(f)所述清洗之后，通過(guò)CVD淀積一第二氧化物膜，所述第二氧化物膜埋置所述溝槽；和(g)通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光去除在所述停止層上的所述氧化物膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟(f)通過(guò)高密度等離子體CVD淀積該第二氧化物膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中在所述步驟(c)之后所述溝槽具有大于3的深度與寬度的深寬比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中在所述步驟(c)之后所述溝槽具有一60nm寬或更寬的正面開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，還包括以下步驟(h)在每個(gè)所述步驟(a)和(c)之前，在所述半導(dǎo)體襯底的露出表面上形成熱氧化氧化物膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟(e)控制蝕刻部分露出的所述氮化物膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟(e)使用稀釋氫氟酸，所述稀釋氫氟酸中，水為氫氟酸的10到200倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，其中所述步驟(e)在所述溝槽的上部區(qū)域中留下7nm厚或更薄的所述氮化物膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，還包括以下步驟(i)在所述步驟(f)之后進(jìn)行退火工藝。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件制造方法，還包括以下步驟(j)去除所述停止層；及(k)在由所述溝槽包圍的區(qū)域中形成一晶體管。
11.一種半導(dǎo)體器件，包括一半導(dǎo)體襯底；一元件隔離溝槽，其在所述半導(dǎo)體器件中限定一有源區(qū)；一氮化物膜，覆蓋所述元件隔離溝槽的內(nèi)壁并具有一臺(tái)階，該臺(tái)階使得從所述內(nèi)壁的中間深度所述氮化物膜的上部比下部?。患耙桓呙芏鹊入x子體氧化物膜，埋置所述元件隔離溝槽中由所述氮化物膜限定的間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中所述高密度等離子體氧化物膜包括埋置所述間隙下部的第一高密度等離子體氧化物膜和在所述第一高密度等離子體氧化物膜上埋置所述間隙上部的第二高密度等離子體氧化物膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，還包括覆蓋所述元件隔離溝槽的表面形成的一氧化物墊膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，還包括在所述有源區(qū)中形成的一晶體管。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括步驟(a)在半導(dǎo)體襯底的表面上形成用于化學(xué)機(jī)械拋光的停止層；(b)在停止層和半導(dǎo)體襯底中形成元件隔離溝槽；(c)淀積氮化物膜，覆蓋溝槽的內(nèi)表面；(d)通過(guò)高密度等離子體CVD淀積第一氧化物膜，該第一氧化物膜至少埋置淀積有氮化物膜的溝槽下部；(e)用稀釋的氫氟酸清洗在溝槽側(cè)壁上的第一氧化物膜；(f)清洗之后通過(guò)高密度等離子體CVD淀積第二氧化物膜，該第二氧化物膜埋置溝槽；和(g)通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光去除在停止層上的氧化物膜。
文檔編號(hào)H01L31/113GK1665016SQ20041005873
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者井上健剛, 大田裕之 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社