本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種局部氧化工藝的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

在互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體器件(Complementary Metal Oxide Semiconductor，簡稱CMOS)制造工藝中，硅的局部氧化(Local Oxidation of Silicon，簡稱LOCOS)工藝通常具有隔離器件的作用。

現(xiàn)有技術(shù)中硅的局部氧化工藝包括如下步驟：1)如圖1所示，在襯底1上生長墊氧化層2，在墊氧化層2上生長氮化硅層3；2)在氮化硅層3上涂光阻作為掩膜，通過有源層的光刻工藝對墊氧化層2和氮化硅層3進(jìn)行刻蝕以露出一部分襯底1，形成如圖2所示的半導(dǎo)體器件剖面示意圖；3)如圖3所示，對露出的襯底1進(jìn)行氧化生成場氧化層5，經(jīng)過氧化后圖2中露出的垂直方向的襯底1和水平方向的襯底1之間的夾角對應(yīng)形成圖3中的場氧化層凹坑6。

由于場氧化層凹坑6較大，導(dǎo)致后續(xù)光刻工藝中進(jìn)入場氧化層凹坑6的光阻不易去除，以及刻蝕過程中進(jìn)入場氧化層凹坑6的多晶硅不易被刻蝕掉形成殘留，同時(shí)如果場氧化層凹坑6較深還會導(dǎo)致多晶硅斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種局部氧化工藝的優(yōu)化方法，以避免出現(xiàn)較大的場氧化層凹坑，防止多晶硅斷裂。

本發(fā)明實(shí)施例的一個方面是提供一種局部氧化工藝的優(yōu)化方法，包括：

在襯底上生長墊氧化層，在所述墊氧化層上生長氮化硅層；

對部分所述墊氧化層和所述氮化硅層進(jìn)行光刻、刻蝕處理，以露出所述襯底，使露出的所述襯底的上表面對應(yīng)形成L形空槽和U形空槽；

沿著所述L形空槽和所述U形空槽分別刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的所述襯底；

對所述L形空槽和所述U形空槽露出的所有所述襯底進(jìn)行氧化生成場氧化層。

本發(fā)明實(shí)施例提供的局部氧化工藝的優(yōu)化方法，通過對墊氧化層和氮化硅層進(jìn)行光刻、刻蝕處理，露出襯底，使露出的襯底的上表面形成L形空槽和U形空槽，并沿著L形空槽和U形空槽分別刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的襯底，對L形空槽和U形空槽露出的所有襯底進(jìn)行氧化生成場氧化層，使得L形空槽和U形空槽之間的襯底被氧化的過程中，同時(shí)向L形空槽和U形空槽膨脹，減小了L形空槽中垂直方向的襯底和水平方向的襯底之間由于膨脹造成的夾角變化，避免出現(xiàn)較大的場氧化層凹坑，并防止多晶硅斷裂。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的局部氧化工藝的優(yōu)化方法流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的局部氧化工藝的優(yōu)化方法流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖。本發(fā)明實(shí)施例針對場氧化層凹坑較大，提供了局部氧化工藝的優(yōu)化方法，該方法具體步驟如下：

步驟S101、在襯底上生長墊氧化層，在所述墊氧化層上生長氮化硅層；

如圖1所示，在襯底1上生長墊氧化層2，在墊氧化層2上生長氮化硅層3，襯底1具體為硅襯底，墊氧化層2的成份為二氧化硅。

步驟S102、對部分所述墊氧化層和所述氮化硅層進(jìn)行光刻、刻蝕處理，以露出所述襯底，且剩余的所述墊氧化層和所述氮化硅層構(gòu)成第一極和第二極，露出的所述襯底的上表面形成L形空槽和U形空槽，所述L形空槽和所述U形空槽之間為所述第一極，所述第一極和所述第二極之間為所述U形空槽；

所述對所述墊氧化層和所述氮化硅層進(jìn)行光刻、刻蝕處理包括：在所述氮化硅層上涂光阻；通過有源層的光刻工藝，對所述墊氧化層和所述氮化硅層進(jìn)行刻蝕。

基于圖1，在氮化硅層3上涂光阻4，光阻4為掩膜，通過有源層的光刻工藝，對墊氧化層2和氮化硅層3進(jìn)行刻蝕，形成L形空槽50和U形空槽51，L形空槽50和U形空槽51之間是刻蝕后剩余的一部分光阻4、墊氧化層2和氮化硅層3構(gòu)成的第一極，剩余的另一部分光阻4、墊氧化層2和氮化硅層3構(gòu)成第二極，第一極和第二極之間為U形空槽51，執(zhí)行步驟S102后的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖如圖5所示。

步驟S103、沿著所述L形空槽和所述U形空槽分別刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的所述襯底；

如圖6所示，沿著L形空槽50和U形空槽51分別向下刻蝕掉預(yù)設(shè)深度為h的襯底1。

步驟S104、對所述L形空槽和所述U形空槽露出的所有所述襯底進(jìn)行氧化生成場氧化層。

對L形空槽50中露出的垂直方向的襯底、水平方向的襯底，以及U形空槽51露出的垂直方向的襯底、水平方向的襯底進(jìn)行氧化生成場氧化層5，場氧化層5的成份為二氧化硅，與墊氧化層2的成份相同。執(zhí)行步驟S104后的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖如圖9所示，由于場氧化層5和墊氧化層2的成份相同，所以不區(qū)分場氧化層5和墊氧化層2的界線，另外，經(jīng)過步驟S104的氧化處理后圖6中L形空槽50露出的垂直方向的襯底1和水平方向的襯底1之間的夾角對應(yīng)形成圖9中的場氧化層凹坑7。

本發(fā)明實(shí)施例通過對墊氧化層和氮化硅層進(jìn)行光刻、刻蝕處理，露出襯底，使露出的襯底的上表面形成L形空槽和U形空槽，并沿著L形空槽和U形空槽分別刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的襯底，對L形空槽和U形空槽露出的所有襯底 進(jìn)行氧化生成場氧化層，使得L形空槽和U形空槽之間的襯底被氧化的過程中，同時(shí)向L形空槽和U形空槽膨脹，減小了L形空槽中垂直方向的襯底和水平方向的襯底之間由于膨脹造成的夾角變化，避免出現(xiàn)較大的場氧化層凹坑，并防止多晶硅斷裂。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所述預(yù)設(shè)深度h、所述U形空槽的寬度n，以及所述L形空槽與所述U形空槽之間所述襯底的寬度m滿足條件m<2h,n<2h。

如圖6所示，步驟S103中刻蝕掉的襯底1的預(yù)設(shè)深度為h，U形空槽51的寬度為n，L形空槽50和U形空槽51之間露出的襯底的寬度為m，該三個物理量之間的大小滿足條件m<2h,n<2h。

所述U形空槽包括第一U形空槽和第二U形空槽。所述第一U形空槽和第二U形空槽的寬度相同。

如圖7所示，上述實(shí)施例中的U形空槽包括第一U形空槽511和第二U形空槽512，第一U形空槽511和第二U形空槽512的寬度可以相同，可以不同，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選兩者相同。

所述預(yù)設(shè)深度h、所述第一U形空槽的寬度n，以及所述L形空槽與所述第一U形空槽之間所述襯底的寬度m滿足條件m<2h,n<2h；所述預(yù)設(shè)深度h、所述第二U形空槽的寬度n，以及所述第一U形空槽與所述第二U形空槽之間所述襯底的寬度m滿足條件m<2h,n<2h。

如圖8所示，步驟S103中刻蝕掉的襯底1的預(yù)設(shè)深度為h，第一U形空槽511的寬度為n，L形空槽50和第一U形空槽511之間露出的襯底的寬度為m，該三個物理量之間的大小滿足條件m<2h,n<2h；步驟S103中刻蝕掉的襯底1的預(yù)設(shè)深度為h，第二U形空槽512的寬度為n，第一U形空槽511和第二U形空槽512之間露出的襯底的寬度為m，該三個物理量之間的大小滿足條件m<2h,n<2h。

所述沿著所述L形空槽和所述U形空槽分別刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的所述襯底包括：對所述L形空槽和所述U形空槽下方的所述襯底進(jìn)行各項(xiàng)異性的干法刻蝕，刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的所述襯底。

步驟S103中刻蝕襯底具體采用各項(xiàng)異性的干法刻蝕。

所述沿著所述L形空槽和所述U形空槽分別刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的所述襯底之后，還包括：去除多余的所述光阻。

如圖5和6所示，刻蝕掉預(yù)設(shè)深度為h的襯底1后去掉多余的光阻4。

所述墊氧化層的厚度為200-500埃，所述氮化硅層的厚度為1000-3000埃。

所述場氧化層的厚度為5000-40000埃。

如圖7和8所示，對L形空槽50中露出的垂直方向的襯底、水平方向的襯底，第一U形空槽511露出的垂直方向的襯底、水平方向的襯底，以及第二U形空槽512露出的垂直方向的襯底、水平方向的襯底進(jìn)行氧化生成場氧化層5，在氧化過程中，L形空槽與第一U形空槽之間的襯底同時(shí)向L形空槽和第一U形空槽兩端膨脹，第一U形空槽與第二U形空槽之間的襯底同時(shí)向第一U形空槽與第二U形空槽兩端膨脹，場氧化層5的成份為二氧化硅，與墊氧化層2的成份相同。執(zhí)行步驟S104后的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖如圖9所示，由于場氧化層5和墊氧化層2的成份相同，所以不區(qū)分場氧化層5和墊氧化層2的界線，另外，經(jīng)過步驟S104的氧化處理后圖6中L形空槽50露出的垂直方向的襯底1和水平方向的襯底1之間的夾角對應(yīng)形成圖9中的場氧化層凹坑7。本發(fā)明實(shí)施例具體限定了刻蝕襯底的預(yù)設(shè)深度、U形空槽的寬度，以及L形空槽與U形空槽之間襯底的寬度三者之間的大小關(guān)系，提高了工藝精度，進(jìn)一步減小了L形空槽中垂直方向的襯底和水平方向的襯底之間由于膨脹造成的夾角變化。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過對墊氧化層和氮化硅層進(jìn)行光刻、刻蝕處理，露出襯底，使露出的襯底的上表面形成L形空槽和U形空槽，并沿著L形空槽和U形空槽分別刻蝕掉預(yù)設(shè)深度的襯底，對L形空槽和U形空槽露出的所有襯底進(jìn)行氧化生成場氧化層，使得L形空槽和U形空槽之間的襯底被氧化的過程中，同時(shí)向L形空槽和U形空槽膨脹，減小了L形空槽中垂直方向的襯底和水平方向的襯底之間由于膨脹造成的夾角變化，避免出現(xiàn)較大的場氧化層凹坑，并防止多晶硅斷裂；具體限定了刻蝕襯底的預(yù)設(shè)深度、U形空槽的寬度，以及L形空槽與U形空槽之間襯底的寬度三者之間的大小關(guān)系，提高了工藝精度，進(jìn)一步減小了L形空槽中垂直方向的襯底和水平方向的襯底之間由于膨脹造成的夾角變化。

在本發(fā)明所提供的幾個實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元，可以存儲在一個計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(Read-Only Memory，ROM)、隨機(jī)存取存儲器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改， 或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。