專利名稱：組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作，且特別涉及一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)(intra-deviceisolation structure)的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的集成電路是由在例如硅基板的半導(dǎo)體基板上橫向地設(shè)置數(shù)百萬計的例如晶體管與電容器等各別組件(device)而形成的。這些各別組件之間是通過例如娃的局部氧化(local oxidation of silicon,LOCOS)、凹陷型LOCOS (recessed LOCOS)與溝槽隔離(trench isolation)等多種隔離技術(shù)所制成的隔離結(jié)構(gòu)而相互隔離。
除了隔離這些各別組件的隔離結(jié)構(gòu)外，還需要組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)(intra-deviceisolation structures)以電性隔離形成于各別組件內(nèi)(例如擴散區(qū))(diffusionregions)與導(dǎo)電構(gòu)件等多個構(gòu)件。這些組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)也可通過娃的局部氧化(localoxidation of silicon, LOCOS)、凹陷型 LOCOS (recessed LOCOS)與溝槽隔離(trenchisolation)等多種隔離技術(shù)制成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。依據(jù)一實施例，本發(fā)明的一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供半導(dǎo)體基板，其上形成有罩幕層；在該罩幕層與該半導(dǎo)體基板內(nèi)形成多個第一溝槽；在該多個第一溝槽內(nèi)形成第一絕緣層；移除該罩幕層的部份，以部份露出位于該多個第一溝槽內(nèi)的該第一絕緣層；在由該罩幕層所部份露出的該第一絕緣層的一側(cè)面上形成保護間隔物，并部份露出介于該第一絕緣層之間的該罩幕層的一部份；施行蝕刻制程，在該保護間隔物所露出的該罩幕層的該部及其下方的該半導(dǎo)體基板內(nèi)形成多個第二溝槽；在該多個第二溝槽內(nèi)形成第二絕緣層；以及移除高于該半導(dǎo)體基板的頂面的該保護間隔物、該罩幕層、該第一絕緣層與該第二絕緣層。為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附的圖式，作詳細說明如下。


圖1-5為一系列剖面圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明一實施例的一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法；以及圖6-10為一系列剖面圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明另一實施例的一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。主要組件符號說明100 半導(dǎo)體基板；
102 罩幕層；104 圖案化阻劑層；106 絕緣層；108 介電間隔物；200 半導(dǎo)體基板；202 罩眷層；204 圖案化阻劑層；
206 絕緣層；208 保護層；208a 保護間隔物；210 絕緣層；OP 開口；Tl、T2、T3、T4 溝槽；D 厚度。
具體實施例方式圖1-5為一系列剖面圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明一實施例的一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu) (inter-device isolation structure)的制造方法。在此,本實施例的方法屬本案發(fā)明人已知的方法，在此作為比較例，以論述本案發(fā)明人所發(fā)現(xiàn)的問題而并非用以限制本發(fā)明。請參照圖1，首先提供具有罩幕層102形成于其上的半導(dǎo)體基板100。半導(dǎo)體基板100例如為娃基板,而罩幕層102例如為多晶娃層(polysilicon layer)。接著,在罩幕層102之上形成圖案化阻劑層104，其內(nèi)具有數(shù)個開口 OP。接著施行蝕刻制程(圖中未示出)，蝕刻由這些開口 OP所露出的罩幕層102與半導(dǎo)體基板100，進而在罩幕層102與半導(dǎo)體基板100內(nèi)形成數(shù)個溝槽Tl。請參照圖2，首先去除圖案化阻劑層104，接著在罩幕層102之上形成例如二氧化硅的絕緣材料并使其完全地填入這些溝槽Tl內(nèi)。接著，施行平坦化程序(圖中未示出)，移除高于罩幕層102的絕緣材料，在每一溝槽Tl內(nèi)形成絕緣層106。位于溝槽Tl內(nèi)的此絕緣層106在半導(dǎo)體基板100上作為限定例如存儲元件(memory device)的記憶區(qū)(memory region)的數(shù)個組件區(qū)的組件-組件間離結(jié)構(gòu)(device-to-device isolationstructure) 0接著通過例如濕蝕刻的程序以完全移除罩幕層102，分別露出部份的絕緣層106，如圖3所示。請參照圖4,接著在如圖3所示的半導(dǎo)體基板100及絕緣層106的表面上順應(yīng)地形成例如氮化硅的一層介電材料(圖中未示出)。接著通過例如干蝕刻程序的程序以蝕刻此層介電材料，以在露出的絕緣層106的數(shù)個側(cè)壁面上分別形成介電間隔物108，而這些介電間隔物108部分地露出了其鄰近的半導(dǎo)體基板100。接著，施行蝕刻程序(圖中未示出)，并采用這些介電間隔物108與這些絕緣層106作為蝕刻罩幕以蝕刻半導(dǎo)體基板100，進而在這些溝槽Tl之間的半導(dǎo)體基板100中分別形成溝槽T2。在一實施例中，溝槽T2具有位于半導(dǎo)體基板100內(nèi)的深度，其小于先前形成于半導(dǎo)體基板100內(nèi)的溝槽Tl的深度。請參照圖5，接著在半導(dǎo)體基板100、這些介電間隔物108及這些絕緣層106之上坦覆地形成例如二氧化硅的一層絕緣材料，并使其完全地填入溝槽T2。接著，移除高出半導(dǎo)體基板100的頂面的絕緣材料、絕緣層106與介電間隔物108，以在每一溝槽T2內(nèi)形成絕緣層110。如圖5所示，在移除高于半導(dǎo)體基板100的頂面的絕緣材料、絕緣層106與介電間隔物108之后，這些絕緣層106將具有縮減的厚度且與這些絕緣層110及半導(dǎo)體基板100的頂面共平面。例如擴散區(qū)(diffusion regions)及導(dǎo)電構(gòu)件(conductive element)等組件構(gòu)件可形成在這些絕緣層Iio與106之間的半導(dǎo)體基板100之內(nèi)或之上，進而在半導(dǎo)體基板100上形成具有特定功能的數(shù)個組件(圖中未示出)。在如圖1-5所示的方法中，由于絕緣層106的例如寬度或直徑之一的尺寸將會隨著組件區(qū)(例如介于相鄰絕緣層106之間的區(qū)域)的縮減而持續(xù)縮減，因此可能在如圖3所示的露出的數(shù)個絕緣層106處產(chǎn)生了不期望的搖晃問題(wobbling issue)，進而使得這些露出的絕緣層106在形成如圖4所示的數(shù)個介電間隔物108與數(shù)個溝槽T2的程序中倒塌。如此，將會影響如圖1-5所示的制造方法,進而造成了組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)(intra-deviceisolation structures,即絕緣層110)的不良制作情形。 因此，需要適用于解決上述搖晃問題的一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法。圖6-10為一系列示意圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明另一實施例的一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其不會有上述搖晃問題。請參照圖6，首先提供半導(dǎo)體基板200，其上具有罩幕層202。半導(dǎo)體基板200例如為硅基板，而罩幕層202例如為氮化硅層。接著，在罩幕層202上形成圖案化阻劑層204，其內(nèi)具有數(shù)個開口 OP。請參照圖7，接著施行蝕刻制程(圖中未示出)，蝕刻由這些開口 OP所露出的罩幕層202與半導(dǎo)體基板200，進而在罩幕層202與半導(dǎo)體基板200內(nèi)形成數(shù)個溝槽T3。接著，在形成這些溝槽T3之后，先去除圖案化阻劑層204，接著在罩幕層202之上形成例如二氧化硅的絕緣材料并使其完全地填入這些溝槽T3內(nèi)。接著，施行平坦化程序(圖中未示出)以移除高于罩幕層202的絕緣材料，在每一溝槽T3內(nèi)形成絕緣層206。位于這些溝槽T3內(nèi)的絕緣層206作為在半導(dǎo)體基板200上限定例如存儲元件(memory device)的記憶區(qū)(memory region)的數(shù)個組件區(qū)的組件-組件間離結(jié)構(gòu)(device-to-device isolationstructure)。請參照圖8，接著施行蝕刻程序(圖中未示出)，部份地移除罩幕層202及部份露出絕緣層206。在此蝕刻程序中，所移除的罩幕層202的厚度D約為100-500埃，因而露出了厚度約100-500埃的絕緣層206。接著，在罩幕層202及絕緣層206之上順應(yīng)地形成保護層208。此保護層208可包括如氮化鈦(TiN)或氧化鋁(A1203)的材料，其具有相比于罩幕層202的極佳蝕刻選擇比。請參照圖9，接著施行蝕刻程序(圖中未示出)，回蝕刻(etch back)保護層208，在露出的絕緣層206的各側(cè)壁面上形成了保護間隔物208a，而這些保護間隔物208a也部份地露出了其鄰近罩幕層202。接著，施行蝕刻程序(圖中未示出)，蝕刻由保護間隔物208a所露出的罩幕層202及其下方的半導(dǎo)體基板200，進而在相鄰的溝槽T3之間的罩幕層202與半導(dǎo)體基板200內(nèi)分別形成溝槽T4。在一實施例中，這些溝槽T4具有位于半導(dǎo)體基板200內(nèi)的深度，其小于先前形成于半導(dǎo)體基板200內(nèi)的溝槽T3的深度。請參照圖10，接著在半導(dǎo)體基板200、罩幕層202、保護間隔物208a及絕緣層206之上坦覆地形成例如二氧化硅的一層絕緣材料，并使其完全地填入這些溝槽T4。接著，移除高出半導(dǎo)體基板200的頂面的絕緣材料、罩幕層202、保護間隔物208a與絕緣層206，進而在每一溝槽T4內(nèi)形成絕緣層210。如圖10所示，在移除高出半導(dǎo)體基板200頂面的絕緣材料、罩幕層202、保護間隔物208a之后，這些絕緣層206將具有縮減的厚度且與這些絕緣層210及半導(dǎo)體基板200的頂面共平面。例如擴散區(qū)(diffusion regions)及導(dǎo)電構(gòu)件(conductive element)等組件構(gòu)件可形成在這些絕緣層210與206之間的半導(dǎo)體基板200之內(nèi)或之上，進而在半導(dǎo)體基板200之上形成具有特定功能的數(shù)個組件(圖中未示出)。在如圖6-10所示的制造方法中，由于罩幕層202經(jīng)過部份移除而并非如圖2所示那樣全部地移除，因此可隨著組件區(qū)(例如介于相鄰絕緣層106間的區(qū)域)的縮減而持續(xù)縮減絕緣層206的例如寬度或直徑之一的尺寸，如此可避免如圖1-5所示的搖晃與倒塌問題的發(fā)生。因此，便可通過如圖6-10所示的制造方法而確保做為組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)(intra-device isolation structure)的這些絕緣層210的制作情形。此外，通過這些保護間隔物208a的使用，可自對準(zhǔn)地形成用于容納絕緣層210的這些溝槽T4，無須使用用于限定形成溝槽214的額外圖案化光罩。 雖然本發(fā)明已公開了上述較佳實施例，但本發(fā)明并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可對本發(fā)明作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括 提供半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板上形成有罩幕層； 在所述罩幕層與所述半導(dǎo)體基板內(nèi)形成多個第一溝槽； 在所述多個第一溝槽內(nèi)形成第一絕緣層； 移除所述罩幕層的部份，以部份地露出位于所述多個第一溝槽內(nèi)的所述第一絕緣層； 在由所述罩幕層部份露出的所述第一絕緣層的一側(cè)面上形成保護間隔物，并部份地露出介于所述第一絕緣層之間的所述罩幕層； 施行蝕刻制程，以在由所述保護間隔物所露出的所述罩幕層以及其下方的所述半導(dǎo)體基板內(nèi)形成多個第二溝槽； 在所述多個第二溝槽內(nèi)形成第二絕緣層；以及 移除高于所述半導(dǎo)體基板的頂面的所述保護間隔物、所述罩幕層、所述第一絕緣層與所述第二絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中位于所述半導(dǎo)體基板內(nèi)的所述多個第一溝槽具有比位于所述半導(dǎo)體基板內(nèi)的所述多個第二溝槽深的深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述罩幕層包括氮化硅，而所述保護間隔物包括氮化鈦。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成于所述多個第一溝槽內(nèi)的所述第一絕緣層在所述半導(dǎo)體基板上限定出多個組件區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中位于所述多個第二溝槽內(nèi)的所述第二絕緣層為組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5中任意一項所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中在部份地移除所述罩幕層時，露出所述多個第一溝槽內(nèi)的所述第一絕緣層在所移除部分的約100-500埃的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5中任意一項所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第一絕緣層包括二氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5中任意一項所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述第二絕緣層包括二氧化硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5中任意一項所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中在移除高于所述半導(dǎo)體基板的所述頂面的所述保護間隔物、所述罩幕層、所述第一絕緣層與所述第二絕緣層之后，所述第一絕緣層與所述第二絕緣層與所述半導(dǎo)體基板的所述頂面共平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5中任意一項所述的組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其中所述半導(dǎo)體基板為硅基板。
全文摘要
一種組件內(nèi)隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供半導(dǎo)體基板，其上形成有罩幕層；在該罩幕層與該半導(dǎo)體基板內(nèi)形成多個第一溝槽；在該多個第一溝槽內(nèi)形成第一絕緣層；移除該罩幕層的部份，以部份地露出位于該多個第一溝槽內(nèi)的該第一絕緣層；在有該罩幕層所部份露出的該第一絕緣層的一側(cè)面上形成保護間隔物，并部份露出介于該第一絕緣層之間的該罩幕層；施行蝕刻制程，在該保護間隔物所露出的該罩幕層的該部份以及其下方的該半導(dǎo)體基板內(nèi)在該半導(dǎo)體基板與該罩幕層內(nèi)形成多個第二溝槽；在該多個第二溝槽內(nèi)形成第二絕緣層；以及移除高于該半導(dǎo)體基板的頂面的該保護間隔物、該罩幕層、該第一絕緣層與該第二絕緣層。
文檔編號H01L21/762GK102760681SQ20111015424
公開日2012年10月31日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者何家銘, 劉獻文, 陳逸男 申請人:南亞科技股份有限公司