專利名稱：一種有效減少位錯的方法及一種半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造領域，特別涉及一種有效減少位錯的方法及一種半導體器件。
背景技術：
隨著半導體工藝進入深亞微米時代，0. 18微米以下的元件例如MOS電路的有源區(qū)隔離層大多采用淺溝槽隔離技術來制作，在專利號為US7112513的美國專利中還能發(fā)現(xiàn)更多關于淺溝槽隔離技術的相關信息。淺溝槽隔離技術的具體工藝包括如圖1所示，提供半導體硅襯底100，并通過等離子刻蝕在所述半導體硅襯底100上形成淺溝槽101 ；在淺溝槽101內填入介質，并在硅襯底100的表面形成介質層，所述介質層材料可以為含硅氧化物，如氧化硅；對所述介質層進行退火；用化學機械拋光法(ChemicalMechanical Polishing, CMP)處理所述介質層，以形成隔離結構。所述隔離結構之間的硅襯底100為有源區(qū)102。隔離結構形成之后，需要在所述有源區(qū)102的硅表面上形成柵極氧化層，及柵極等后續(xù)器件。其中，通過在有源區(qū)102的硅表面上通過濕法熱氧化一層氧化物，作為柵極氧化層。上述現(xiàn)有技術中，隔離結構內填充的以氧化硅為材料的介質層與硅襯底之間的由于材料不同，晶格不匹配，會產(chǎn)生應力，如果應力過高，將導致硅襯底發(fā)生位錯。另外，在形成完隔離結構之后，于隔離結構之間的有源區(qū)上形成柵氧時，由于柵極氧化物是采用濕法熱氧化的方法形成，雖然形成效率高，但是所述柵極氧化物的原子晶格排布稀疏，不能很好地釋放后續(xù)工藝的膜層累計的應力，從而加劇了硅襯底位錯的形成。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是提供一種有效減少位錯的方法，改善因應力累計過高所引起的位錯問題。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種有效減少位錯的方法，包括提供表面依次形成有第一氧化層，第一氮化層的硅襯底；刻蝕第一氮化層、第一氧化層和硅襯底，形成淺溝槽；在所述淺溝槽內填充滿介質層，形成隔離結構；去除所述第一氧化層，第一氮化層；其中，在所述淺溝槽內填充氧化物前，在淺溝槽的側壁和底部形成第二氮化層?？蛇x的，所述第二氮化層的材料為氮化硅，厚度為60 200埃。可選的，形成所述第二氮化層的方法為化學氣相沉積法?？蛇x的，形成隔離結構后，還包括在隔離結構之間的硅襯底表面上形成形成第一柵極氧化層；然后在高溫條件下，通過低壓化學氣相沉積法于第一柵極氧化層上形成第二柵極氧化層?？蛇x的，形成第二氮化層之前，還包括在淺溝槽側壁和底部形成第二氧化層?？蛇x的，所述第二氧化層的材料為氧化硅，所述形成工藝為熱氧化工藝或自氧化工藝?？蛇x的，所述第二柵極氧化層的厚度為300 900埃，材料氧化硅。可選的，所述第二柵極氧化層的形成工藝為低壓氣相沉積法?？蛇x的，所述高溫范圍為600 900°C。本發(fā)明還提供一種半導體器件，包括硅襯底，位于硅襯底內的淺溝槽，填充滿淺溝槽的介質層；還包括位于淺溝槽的側壁和底部的第二氮化層?？蛇x的，所述半導體器件還包括位于淺溝槽側壁和底部的硅襯底與第二氮化層之間的第二氧化層。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點在填充氧化物形成隔離結構之前，先在淺溝槽側壁和底部形成氮化層，更好地釋放了后續(xù)填充的氧化物與襯底之間的應力，以改善硅襯底的位錯問題。進一步，在隔離結構之間的硅襯底上先形成一層薄的第一柵極氧化層，作為與硅襯底之間良好的界面，然后在高溫條件下通過低壓氣相沉積法形成第二柵極氧化層，通過低壓氣相沉積法形成高溫氧化物原子排布緊密，可以更好地釋放后續(xù)工藝的膜層累計的應力，從而有效減少了位錯的形成。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1是現(xiàn)有的隔離技術形成隔離結構示意圖；圖2至圖10為本發(fā)明一種有效減少位錯的方法的一實施例的過程示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)有技術形成的隔離結構過程中，一般會由于硅襯底與填充于淺溝槽內的氧化物之間的應力問題，使填充氧化物發(fā)生位錯，如裂縫或移位；另外隔離結構之間的有源區(qū)上， 通過濕法沉積的氧化物因為原子排布稀疏，不能很好地釋放硅襯底與后續(xù)形成的器件之間的應力，使得后續(xù)形成的器件發(fā)生位錯。為此，本發(fā)明的發(fā)明人提供了一種有效減少位錯的方法，包括提供表面依次形成有第一氧化層，第一氮化層的硅襯底；刻蝕第一氮化層、第一氧化層和硅襯底，形成淺溝槽；在所述淺溝槽內填充滿介質層，形成隔離結構；去除所述第一氧化層，第一氮化層。在所述淺溝槽內填充氧化物前，在淺溝槽的側壁和底部形成第二氮化層。并且形成隔離結構后，還包括在隔離結構之間的硅襯底表面上形成形成第一柵極氧化層；
然后在高溫條件下，通過低壓化學氣相沉積法于第一柵極氧化層上形成第二柵極
氧化層。本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖2至圖10為本發(fā)明有效減少位錯的方法的一實施例的過程示意圖。下面結合圖2至圖10對本發(fā)明有效減少位錯的方法進行說明。參考圖2，提供硅襯底200，所述硅襯底200用于為后續(xù)工藝提供平臺，所述硅襯底 200可以選自N型硅襯底、P型硅襯底、絕緣層上的硅(SOI)等硅襯底。在所述硅襯底200上依次形成第一氧化層210，第一氮化層220。所述第一氧化層210材料選自氧化硅，作為后續(xù)刻蝕第一氮化層220步驟中的刻
蝕停止層。所述第一氧化層210可以為選用熱氧化工藝形成。所述熱氧化工藝可以選用氧化爐執(zhí)行。所述第一氮化層220選自氮化硅，用于作為后續(xù)化學機械拋光工藝的停止層，所述第一氮化硅層220形成工藝可以為現(xiàn)有的化學氣相沉積工藝。參考圖2和圖3，依次刻蝕所述第一氮化層220、第一氧化層210和硅襯底200，形成淺溝槽300。所述淺溝槽300的形成工藝可以為現(xiàn)有的等離子體刻蝕工藝。參考圖4，對所述淺溝槽300的側壁及底部進行氧化，形成第二氧化層301。本實施例中，所述第二氧化層301的材料為含硅氧化物，具體可以是二氧化硅；厚度為180埃 250埃，優(yōu)選200埃。所述形成第二氧化層301的方法為熱氧化工藝，具體選用氧化爐執(zhí)行。在淺溝槽300內的側壁和底部形成所述第二氧化硅層301，是因為硅襯底300在上述的等離子刻蝕中，晶格順序被打亂，造成與后續(xù)待填充的氧化物晶格不匹配，所以通過其熱氧化生成氧化硅，提高晶格匹配度，以降低后續(xù)的氧化物與硅襯底之間的位錯。 另一實例中，可以采用自氧化的方法形成第二氧化層301。參考圖5，在所述淺溝槽側壁及底部形成第二氮化層302，且第二氮化層302覆蓋第二氧化層301。所述第二氮化層302選自氮化硅，所述氮化硅的厚度為60 200埃，可采用化學氣相沉積法形成。所述沉積溫度范圍為600C-900C。形成第二氮化層302是利用了氮化硅的材料特性，可以更好地釋放硅襯底硅與后續(xù)填充的以氧化硅為材料的介質層之間由于晶格不匹配所產(chǎn)生的應力，進而減少位錯。參考圖6，在所述第一氮化層220上形成第三氧化層303，所述第三氧化層303同時填充所述淺溝槽，以形成隔離結構，所述隔離結構之間的區(qū)域為有源區(qū)。所述第三氧化層 303為氧化硅，具體可以選用化學氣相沉積工藝或高密度等離子體化學沉積工藝。所述第三氧化層303填充淺溝槽，以形成隔離結構。參考圖7，去除所述位于第一氮化層220表面的第三氧化層303，直至暴露出第一氮化層220，所述去除工藝可以為化學機械拋光工藝，在這里不再贅述。參考圖8，采用濕法去除工藝去除所述第一氮化層220和第一氧化層210，需要特別指出的是，采用濕法去除工藝去除所述第一氮化層220時，所述第二氮化層302會部分地去除，填充的第三氧化層303并不會被去除，從而第三氧化層303形成比較高的臺階；后續(xù)
5采用濕法去除工藝去除氧化層210僅會去除少量的填充氧化層303。下面是在晶體管形成工藝中，柵極氧化層的制作實施例。其中關于隔離結構的形成方法如上述對圖2 圖8的描述，在此不再贅述。參考圖9，在隔離結構之間的有源區(qū)硅襯底200上形成第一柵極氧化層231，所述第一柵極氧化層231選用熱氧化工藝形成，所述熱氧化工藝可以選用氧化爐執(zhí)行。具體地，可以為，首先在爐內進行氧化，溫度為750 850°C。氧化厚度為100埃， 然后在氮氣氛圍中進行退火，退火溫度為900 1000°C，退火時間為5分鐘至30分鐘。參考圖10，在所述第一柵極氧化層231上，沉積形成一層高溫氧化物232，作為第二柵極氧化層，厚度為300 900埃，材料可以是高溫氧化硅(HTO)。所述沉積方法為低壓氣相沉積法(LPCVD)，主要是利用硅烷系(比如SiH4)與氧氣 (02)為反應劑來沉積高溫氧化物；所述高溫約600 1000°C之間，且較佳是750 800°C 之間；當然也可以利用其他系的反應劑形成本發(fā)明的高溫氧化物。傳統(tǒng)的氧化層是通過氧化表面硅層形成，必須消耗硅襯底，相反地，本發(fā)明的高溫氧化物層是在高溫下利用低壓化學氣相沉積技術形成，可以均勻地覆蓋第一柵極氧化層 231，形成良好的附著，同時低壓化學氣相沉積為干法沉積，沉積速度較慢，形成氧化物的原子晶格排布較密集，可以更好地釋放硅襯底200與后續(xù)工藝累積的應力，改善膜層之間的位錯。本發(fā)明還提供一種半導體器件，包括硅襯底，位于硅襯底內的淺溝槽，填充滿淺溝槽的介質層；其中，還包括位于淺溝槽的側壁和底部的第二氮化層，及位于淺溝槽側壁和底部的硅襯底與第二氮化層之間的第二氧化層。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1.一種有效減少位錯的方法，包括提供表面依次形成有第一氧化層，第一氮化層的硅襯底； 刻蝕第一氮化層、第一氧化層和硅襯底，形成淺溝槽； 在所述淺溝槽內填充滿介質層，形成隔離結構； 去除所述第一氧化層，第一氮化層； 其特征在于，在所述淺溝槽內填充氧化物前，在淺溝槽的側壁和底部形成第二氮化層。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二氮化層的材料為氮化硅，厚度為 60 200埃。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，形成所述第二氮化層的方法為化學氣相沉積法。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，形成隔離結構后，還包括 在隔離結構之間的硅襯底表面上形成形成第一柵極氧化層；然后在高溫條件下，通過低壓化學氣相沉積法于第一柵極氧化層上形成第二柵極氧化層。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，形成第二氮化層之前，還包括 在淺溝槽側壁和底部形成第二氧化層。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二氧化層的材料為氧化硅，所述形成工藝為熱氧化工藝或自氧化工藝。
7.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二柵極氧化層的厚度為300 900 埃，材料氧化硅。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二柵極氧化層的形成工藝為低壓氣相沉積法。
9.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述高溫范圍為600 900°C。
10.一種半導體器件，包括硅襯底，位于硅襯底內的淺溝槽，填充滿淺溝槽的介質層； 其特征在于，還包括位于淺溝槽的側壁和底部的第二氮化層。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，還包括位于淺溝槽側壁和底部的硅襯底與第二氮化層之間的第二氧化層。
全文摘要
一種有效減少位錯的方法，包括提供表面依次形成有第一氧化層，第一氮化層的硅襯底；刻蝕第一氮化層、第一氧化層和硅襯底，形成淺溝槽；在所述淺溝槽內填充滿介質層，形成隔離結構；去除所述第一氧化層，第一氮化層；其中，在所述淺溝槽內填充氧化物前，在淺溝槽的側壁和底部形成第二氮化層。本發(fā)明提供的有效減少位錯的方法，可以很好地改善因應力引起的位錯問題。本發(fā)明還提供一種由所述方法形成的半導體器件。
文檔編號H01L21/762GK102201361SQ201010136670
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權日2010年3月25日
發(fā)明者巨曉華, 易亮, 邵麗 申請人:上海宏力半導體制造有限公司