專利名稱：：柵氧化層的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種柵氧化層的制造方法，且特別涉及一種適于線寬小于0.3微米的半導(dǎo)體元件的柵氧化層的制造方法。
背景技術(shù)：
：隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，半導(dǎo)體集成電路的線寬也隨著持續(xù)縮小，使得半導(dǎo)體元件對于柵氧化層厚度的敏感度也隨之提升。請參考圖1A-1F,其繪示現(xiàn)有淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1A中，先在襯底100之上依序形成墊氧化層105與氮化硅層110。然后對氮化硅層110、墊氧化層105與襯底100進(jìn)行光刻蝕刻的步驟，在襯底100中形成溝渠115。在圖IB中，以熱磷酸溶液對氮化硅層110進(jìn)行濕蝕刻，讓氮化硅層110的邊緣往溝渠115的外側(cè)后退。在圖1C中，進(jìn)行熱氧化法，讓溝渠115的表面氧化形成襯氧化層120。在圖1D中，以高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法全面地在襯底100的表面以及溝渠115之中沉積一層氧化硅層。然后進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光法，將高于氮化硅層110表面的氧化硅層去除，形成氧化硅插塞130。在圖1E中，以濕蝕刻法依序去除氮化硅層110與墊氧化層105。在圖1F中，進(jìn)行熱氧化法，氧化暴露出的襯底100表面，在襯底100上形成柵氧化層135。然而，依據(jù)上述現(xiàn)有的方法，在柵氧化層135的表面并不平整，在氧化硅插塞130的邊緣(亦即有源區(qū)的邊緣)，柵氧化層135有明顯增厚的現(xiàn)象。以目前動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的發(fā)展趨勢來說，140納米工藝的周邊邏輯元件的有源區(qū)最小線寬約為0.37纟鼓米，120納米工藝的周邊邏輯元件的有源區(qū)最小線寬約為0.33微米，110納米工藝的最小線寬約為0.29微米。因此，當(dāng)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器周邊邏輯元件的有源區(qū)線寬小于0.3微米時(shí)，半導(dǎo)體元件驅(qū)動(dòng)電流也將隨著本發(fā)明的運(yùn)用而能有效地全面提升主存儲(chǔ)區(qū)及周邊邏輯元件的驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而使存儲(chǔ)器產(chǎn)品性能作進(jìn)一步的提升。
發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的之一就是提供一種柵氧化層的制造方法來解決上述的問題。依照本發(fā)明一實(shí)施例，先在襯底上依序形成緩沖層與硬掩模層，然后依序圖案化硬掩模層、緩沖層與襯底，以于襯底中形成溝渠，并定義出有源區(qū)。接著，去除部分的硬掩模層，以使硬掩模層的側(cè)壁自溝渠的邊緣往外后退，以暴露出溝渠的邊緣。然后，于溝渠的表面上形成遮蔽層，再對溝渠的邊緣進(jìn)行氮離子注入步驟。接著，在溝渠中填滿絕緣插塞之后，再依序去除硬掩模層與緩沖層。最后，在有源區(qū)上形成柵氧化層。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，附圖的詳細(xì)iJt明如下圖1A-1F是繪示現(xiàn)有淺溝渠隔離結(jié)構(gòu)的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A-2F是繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的一種柵氧化層的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明100:襯底105墊氧化層110:氮化硅層115溝渠120:襯氧化層130氧化硅插塞135:柵氧化層140邊緣200:斥于底205,緩沖層210:硬掩模層215溝渠217:有源區(qū)220遮蔽層225:氮離子注入230絕緣插塞235:柵氧化層具體實(shí)施例方式請參照圖2A-2F,其是繪示依照本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的一種柵氧化層的制造流程剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2A中，先在襯底200上依序形成緩沖層205與硬掩模層210。然后圖案化硬掩模層210、緩沖層205與襯底200,以于襯底200中形成溝渠215,并同時(shí)在襯底200上定義出有源區(qū)217。上述的村底200例如可為硅襯底或其它已知的半導(dǎo)體襯底；緩沖層205例如可為以熱氧化法形成的墊氧化層；硬掩模層210例如可為以化學(xué)氣相沉積法所形成的氮化硅層。在圖2B中，去除部分的硬掩模層210,以使硬掩^f莫層210的側(cè)壁自溝渠215的邊緣往有源區(qū)217后退，以暴露出有源區(qū)217的邊緣。上述的去除方法例如可為濕蝕刻法；以氮化硅層為例，可使用熱磷酸溶液或其它適合溶液來獨(dú)刻之。在圖2C中，先在溝渠215的表面上形成遮蔽層220，再對有源區(qū)217的邊緣襯底200進(jìn)行氮離子注入225,注入角度約為20-24度，注入劑量約為6xI014-2.6x10"cm氣上述的遮蔽層220例如可為以熱氧化法所形成的子進(jìn)入距離溝渠215表面太深的區(qū)域。在圖2D中，將絕緣層填入溝渠215之中，再進(jìn)行平坦化處理(如化學(xué)機(jī)械拋光法)而形成位于溝渠215中的絕緣插塞230。上述的絕緣層的材料例如可為氧化硅，其形成方法例如可為化學(xué)氣相沉積法。在圖2E中，依序去除硬掩模層210與緩沖層205。在圖2F中，利用熱氧化法在有源區(qū)217的襯底200表面上形成柵氧化層235。由于對有源區(qū)217邊緣的襯底200多進(jìn)行了一次氮離子注入步驟(即圖2C所示的225)，減少其熱氧化的速率，因此可依據(jù)需求適度地減少位于有源區(qū)217邊緣245的柵氧化層235的厚度，使柵氧化層235的整體厚度更加均勻，改善有源區(qū)邊緣低驅(qū)動(dòng)電流的弱點(diǎn)，進(jìn)而增加金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的驅(qū)動(dòng)電流。后續(xù)，可在有源區(qū)217上形成柵極以及在柵極兩側(cè)的有源區(qū)217的襯底200中形成離子摻雜區(qū)，作為源極/漏極之用。由于此為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知者，在此不再贅述。以下列出依照上述實(shí)施例所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不論是位于有源區(qū)中央或邊緣的柵氧化層的厚度測量值，皆為在二至三個(gè)不同位置測量所得的平均值。對位于有源區(qū)邊緣的襯底進(jìn)行氮離子注入角為偏離法線傾斜24度，朝四個(gè)方向(O、90、180、270度)進(jìn)行四次氮離子注入步驟。由表l的數(shù)據(jù)可看出，依照上述實(shí)施例所提供的方法，隨著有源區(qū)邊緣的摻雜劑量的提升，的確可以隨之減少位于有源區(qū)邊緣的柵氧化層的厚度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種柵氧化層的制造方法，適于制造線寬小于0.3微米的半導(dǎo)體元件，包括提供一襯底，該襯底之上依序具有一墊氧化層與一氮化硅層，該襯底之中亦具有一溝渠；去除部分的該氮化硅層，以使該氮化硅層的側(cè)壁自該溝渠的邊緣外退，以暴露出該溝渠的邊緣；形成一熱氧化層在該溝渠的表面上；對該溝渠的邊緣進(jìn)行一氮離子注入步驟；形成氧化硅插塞以填滿該溝渠；依序去除該氮化硅層與該墊氧化層；以及形成一柵氧化層于該有源區(qū)上。2.如權(quán)利要求1所述的柵氧化層的制造方法，更包括形成一柵極于該有源區(qū)上；以及形成二摻雜區(qū)于該柵極兩側(cè)的該襯底中作為源極/漏極之用。3.—種柵氧化層的制造方法，適于制造線寬小于0.3微米的半導(dǎo)體元件,包括依序形成一緩沖層與一硬掩模層于一襯底上；依序圖案化該硬掩模層、該緩沖層與該襯底，以形成一溝渠于該村底中并定義出一有源區(qū)于該襯底上；去除部分的該硬掩模層，以使該硬掩模層的側(cè)壁自該溝渠的邊緣外退，以暴露出該溝渠的邊緣；形成一遮蔽層在該溝渠的表面上；對該溝渠的邊緣進(jìn)行一氮離子注入步驟；形成絕緣插塞以填滿該溝渠；依序去除該硬掩模層與該緩沖層；以及形成一柵氧化層于該有源區(qū)上。4.如權(quán)利要求3所述的柵氧化層的制造方法，更包括形成一柵極于該有源區(qū)上；以及形成二摻雜區(qū)于該柵極兩側(cè)的該襯底中作為源極/漏極之用。5.如權(quán)利要求3所述的柵氧化層的制造方法，其中該緩沖層為氧化硅層。6.如權(quán)利要求5所述的柵氧化層的制造方法，其中該氧化硅層的形成方法為熱氧化法。7.如權(quán)利要求3所述的柵氧化層的制造方法，其中該硬掩模層為氮化硅層。8.如權(quán)利要求7所述的柵氧化層的制造方法，其中該氮化硅層的形成方法為化學(xué)氣相沉積法。9.如權(quán)利要求3所述的柵氧化層的制造方法，其中該遮蔽層為氧化硅層。10.如權(quán)利要求9所述的柵氧化層的制造方法，其中該氧化硅層的形成方法為熱氧化法。11.如權(quán)利要求3所述的柵氧化層的制造方法，其中該絕緣插塞為氣化硅插塞。12.如權(quán)利要求11所述的柵氧化層的制造方法，其中該氧化硅插塞的形成方法依序?yàn)榛瘜W(xué)氣相沉積法與化學(xué)機(jī)械拋光法。全文摘要在傳統(tǒng)的柵氧化層工藝中，位于有源區(qū)邊緣的柵氧化層會(huì)長得比較厚，是因?yàn)樵谟性磪^(qū)的上表面以及側(cè)面會(huì)同時(shí)生長柵氧化層之故。在淺溝渠隔離工藝中填入絕緣層于溝渠內(nèi)的步驟之前，加入對有源區(qū)邊緣的襯底進(jìn)行自對準(zhǔn)的氮離子注入步驟來抑制有源區(qū)邊緣的柵氧化層的成長速度。如此可達(dá)成后續(xù)對于有源區(qū)邊緣的柵氧化層厚度的局部控制，這對于高密度存儲(chǔ)器元件十分重要。文檔編號(hào)H01L21/316GK101350328SQ20071013711公開日2009年1月21日申請日期2007年7月19日優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日發(fā)明者陳民良申請人:茂德科技股份有限公司