專利名稱：制造半導(dǎo)體器件中的場氧化層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造場氧化層的方法，該場氧化層用來使器件與其它器件電絕緣，具體地說，本發(fā)明涉及一種用NH3氣熱處理來增大有源區(qū)的工藝方法。
通常，用于器件間電隔離的場氧化層是通過硅局部氧化的(LO-COS)方法形成的，該方法用氮化物層之類的氧化掩模層使硅襯底的局部區(qū)域氧化。但是，由于硅局部氧化法會形成“鳥嘴”(birdsbeak)而減小器件的有源區(qū)，所以，實際上現(xiàn)在都采用經(jīng)改進的硅局部氧化法，例如OSELO法(補償硅局部氧化法(off-set Locos))和MOSELO法(經(jīng)改進的OSELO法)。
OSELO法是在氧化之前在硅襯底上形成溝槽。也就是說，在將硅襯底氧化形成場氧化層之前(這里先制成襯墊(pad)氧化層和氧化物掩模層(氮化物)圖形，暴露出硅襯底的器件隔離區(qū))，在氧化物掩模的側(cè)壁上形成氮化物隔離層，并通過對硅襯底的蝕刻，形成約300到700深的溝槽。這種氮化物隔離層避免了襯墊氧化物層和硅襯底之間的界面上發(fā)生硅襯底的氧化。
然而，該氮化物隔離層的寬度越寬，被氧化的區(qū)域越窄。這就是說，上述采用氮化物隔離層使絕緣效果變差。另一方面，該OSE-LO法存在這樣的問題，即氮化物隔離層的寬度很窄會導(dǎo)致“鳥嘴”增大。
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠減小鳥嘴并增加絕緣效果的制造場氧化層的方法。
按照本發(fā)明的一種方式，提供一種制造半導(dǎo)體器件中的場氧化層的方法，包括如下步驟提供一個硅襯底；在所述硅襯底上形成一層氧化層；以及通過在含氮氣體氣氛中對所述硅襯底進行熱處理，將氮注入所述氧化層，以防止氧沿著所述硅襯底和所述氧化層之間的界面擴散。
按照本發(fā)明的另一種方式，提供一種制造半導(dǎo)體器件中的場氧化層的方法，包括如下步驟提供一個硅襯底；在所述硅襯底上形成一層氧化層；通過在含氮氣體氣氛中對所述硅襯底進行熱處理，將氮注入所述氧化層，以防止氧沿著所述硅襯底和所述氧化層之間的界面擴散；在所述氧化層上形成一層氮化物層；將所述氮化物層和所述氧化層制作圖形，暴露出所述硅襯底的場區(qū)；在所述氮化物層和所述氧化層的側(cè)壁上形成氮化物隔離層，并通過對所述硅襯底蝕刻形成一溝槽；以及對所述暴露的硅襯底進行熱氧化處理。
下面結(jié)合


最佳實施例，由此，本發(fā)明的其它目的和其它方面會更加清楚，附圖中圖1至圖5都是用來表示本發(fā)明的制造場氧化層的方法的斷面圖。
下面參照圖1至5詳細說明本發(fā)明。
首先，如圖1所示，硅襯底1的上部被氧化，然后，在硅襯底1上形成一層厚約50至500的襯墊(pad)氧化層2。具有襯墊氧化層2的硅襯底1用含氮氣體(例如，包括NH3、NO2氣體)和N2氣進行30至120分鐘的熱處理。N2氣用來使器件穩(wěn)定。這時，NH3和NO2氣體在整個氣體中的濃度大于50％，器件的熱處理溫度為800至1100℃，而壓力為10至100乇。結(jié)果，少量的氮原子存在于硅襯底1和襯墊氧化層2之間的界面附近。標(biāo)號3表示含有氮原子的氧化層。
接著，如圖2所示，在襯墊氧化層2上形成厚約1000至2000的氮化物層4，以便防止硅襯底1在熱處理過程(thermal process)氧化。用掩模確定場區(qū)，將氮化物層4和襯墊氧化層2(包括層3)的一部分去除，從而暴露出硅襯底1的一部分。
如圖3所示，為了在氮化物層4和襯墊氧化層2的側(cè)壁上形成氮化物隔離層5，在所得結(jié)構(gòu)上沉積厚約100至500的氮化物層，并且用各向異性蝕刻工藝蝕刻。而且，在蝕刻氮化物層時，控制過蝕過程來蝕刻硅襯底1，從而形成深約200至700的溝槽。
暴露的硅襯底在高溫下利用熱氧化工藝進行氧化，形成厚約2500至3500的場氧化層6，如圖4所示。由于襯墊氧化層中的氮原子防止了氧原子沿著硅襯底和襯墊氧化層間的界面的擴散，所以“鳥嘴”可保持最小。
最后，如圖5所示，利用濕蝕刻工藝去除氮化物層4、氮化物隔離層5和襯墊氧化層2，然后，對硅襯底1的表面進行犧牲氧化處理(sacrificial oxidation process)。這種去除硅襯底1的損傷部分的犧牲氧化處理是通過在具有損傷部分的硅襯底的表面形成熱氧化層和去除該熱氧化層實現(xiàn)的。
從上面的描述可以明顯地看出，本發(fā)明通過避免在硅襯底和襯墊氧化層之間的界面上產(chǎn)生“鳥嘴”而有效地增大了有源區(qū)。而且，因為可采用薄的氮化物層，所以，本發(fā)明可形成具有優(yōu)良絕緣效果的厚場氧化層。從而本發(fā)明可用于不同的硅局部氧化法(LOCOS法)。
盡管為了說明的目的已公開了本發(fā)明的最佳實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明精神和后附權(quán)利要求范圍的情況下，可以作出各種修正、補充和替代。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件中的場氧化層的方法，包括如下步驟提供一個硅襯底；在所述硅襯底上形成一層氧化層；和通過在含氮氣體氣氛中對所述硅襯底進行熱處理，將氮注入所述氧化層，以防止氧沿著所述硅襯底和所述氧化層之間的界面擴散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述含氮氣體為NH3氣體或NO2氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的熱處理是在約800至1100℃的溫度下進行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的熱處理時間為30至120分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述的熱處理過程所用的氣體中還包括N2氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述含氮氣體的濃度大于約50％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的熱處理是在約10至100乇的壓力下進行的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成的氧化層的厚度約為50至500。
9.一種制造半導(dǎo)體器件中的場氧化層的方法，包括如下步驟提供一個硅襯底；在所述硅襯底上形成一層氧化層；通過在含氮氣體氣氛中對所述硅襯底進行熱處理，將氮注入所述氧化層，以防止氧沿著所述硅襯底和所述氧化層之間的界面擴散；在所述氧化層上形成一層氮化物層；將所述氮化物層和所述氧化層制作圖形，暴露出所述硅襯底的場區(qū)；在所述氮化物層和所述氧化層的側(cè)壁上形成氮化物隔離層，并通過對所述硅襯底蝕刻形成一溝槽；以及對所述暴露的硅襯底進行熱氧化處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述溝槽的深度約為200至700。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述含氮氣體包括NH3氣體或NO2氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的熱處理是在約800至1100℃的溫度下進行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的熱處理時間為30至120分鐘。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述的熱處理過程所用的氣體中還包括N2氣。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述含氮氣體的濃度大于約50％。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的熱處理是在約10至100乇的壓力下進行的。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，形成的氧化層的厚度約為50至500。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造半導(dǎo)體器件中的場氧化層的方法，包括如下步驟提供一個硅襯底；在所述硅襯底上形成一層氧化層；以及通過在含氮氣體氣氛中對所述硅襯底進行熱處理，將氮注入所述氧化層，以防止氧沿著所述硅襯底和所述氧化層之間的界面擴散。
文檔編號H01L21/76GK1145532SQ9611023
公開日1997年3月19日 申請日期1996年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月28日
發(fā)明者金榮福, 周文植 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社