專利名稱：隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及隔離半導(dǎo)體器件中元件的方法，特別涉及限制LOCOS工藝產(chǎn)生的鳥嘴和控制凹進LOCOS工藝的腐蝕深度，并且提供上述限制和控制的方法。
現(xiàn)在利用的大多數(shù)元件隔離方法，取決于LOCOS工藝。特別是，廣泛地利用凹進的LOCOS工藝，以便獲得優(yōu)良的場氧化膜的外形。
下面結(jié)合

圖1A到圖1D，詳細地敘述常規(guī)凹進LOCOS工藝。
首先，參看圖1A剖視圖，在硅襯底11上面形成襯墊氧化膜(pad oxide film)12后，接著，在緩沖氧化膜12上面形成厚的氮化硅膜13。
然后，例如，以光致抗蝕劑圖形作為掩模(未表示)，通過選擇腐蝕，在預(yù)定區(qū)域順序地對氮化膜13和緩沖氧化膜12開孔，以便形成露出硅襯底11預(yù)定區(qū)域的場區(qū)14。
接著，在獲得的結(jié)構(gòu)整個表面上，淀積薄的氧化氮膜，然后對其整個表面進行干腐蝕，以便在已形成圖形的氮化硅膜13和襯墊氧化膜12的側(cè)壁上形成氮化物隔離層15，如圖1C所示。把露出的硅襯底11的場區(qū)14干腐蝕到預(yù)定深度，例如，大約300到800。這由標(biāo)號16來表示。
圖1D是剖面圖，表示通過高溫氧化形成場氧化膜17后，除了場氧化膜以外，除掉疊在硅襯底11上面的全部薄膜。在圖1D中，標(biāo)號18表示“鳥嘴”。
雖然在常規(guī)方法中采用了氮化物隔離層，但是不能充分防止沿著襯墊氧化膜產(chǎn)生“鳥嘴”狀氧化物。而且當(dāng)按照常規(guī)方法腐蝕硅襯底時，難以控制腐蝕深度，特別是小于500的腐蝕深度?？芍貜?fù)性很差。干腐蝕產(chǎn)生很大損傷。按常規(guī)方法，發(fā)現(xiàn)使場氧化膜和鳥嘴的形狀造成很大的變化。此外，用來保證有源區(qū)的厚氮化物隔離層，在制造薄場的氧化膜時發(fā)生問題。
因此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中遇到的上述問題，提供一種關(guān)于隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法，其能夠相當(dāng)大程度地限制鳥嘴的產(chǎn)生，以便保證有源區(qū)，控制半導(dǎo)體襯底的腐蝕深度，重復(fù)產(chǎn)生場氧化膜的良好形狀。
按照本發(fā)明，通過提供關(guān)于半導(dǎo)體器件隔離元件的方法，可實現(xiàn)上述目的，該方法包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上，形成應(yīng)力緩沖層；在含氮氣的氣氛中進行退火，在半導(dǎo)體襯底和緩沖層之間的界面處形成氮積累層；在整個獲得結(jié)構(gòu)的上面，淀積防氧化層；在場區(qū)選擇腐蝕防氧化層和緩沖層，給出第一凹進區(qū)；在第一凹進區(qū)的側(cè)壁上面形成限制鳥嘴產(chǎn)生的隔離層；在第一氧化工藝形成犧牲氧化膜；用濕腐蝕工藝去除犧牲氧化膜，在半導(dǎo)體襯底中形成第二凹進區(qū)；以及在第二氧化工藝中形成場氧化膜。
下面按照本發(fā)明對此進行較詳細的敘述，利用在襯墊氧化膜和硅襯底之間積累氮原子，可限制鳥嘴，利用濕腐蝕去除在形成氮化物隔離層后用低溫在硅襯底上面生長的氧化物，可以控制硅襯底的腐蝕深度，由此，重復(fù)生長優(yōu)良外形的場氧化膜。
從下面結(jié)合附圖對實施例的敘述，本發(fā)明的其它目的和方案將變得顯而易見。附圖中圖1A到圖1D是表示常規(guī)凹進LOCOS工藝的剖視圖；圖2A到圖2F是表示按照本發(fā)明關(guān)于隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法的示意剖視圖。
結(jié)合各附圖會更好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中分別利用相同的標(biāo)號表示相同的和相應(yīng)的部分。
圖2A到圖2F表示按照本發(fā)明的關(guān)于隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法。
首先，如圖2A所示，在硅襯底21上面，形成厚度大約為50到200襯墊氧化膜22，然后，把它在800到1000℃、在NH3氣氛中、在10到100torr氣壓下退火約0.5到2小時，在硅襯底21和襯墊氧化膜22之間界面處，形成積累氮原子的氮氧化物層100。接著，淀積防止氧化的氮化物膜23，厚度為約1000到3000。
接著，利用掩模，通過腐蝕在預(yù)定區(qū)域順序地把氮化膜23和襯墊氧化膜22開孔，形成場區(qū)。同時，選擇地腐蝕氮氧化物層100，如圖2B所示。
圖2C是剖面圖，表示在已開孔的氮化物膜23、襯墊氧化膜22和氮氧化物膜100的側(cè)壁上形成的隔離氮化物膜25。因此，沿所得結(jié)構(gòu)的整個表面，淀積如100-700厚的薄氮化膜，然后進行腐蝕，形成隔離氮化物膜25。
接著，在場區(qū)24的硅襯底21上面生長厚度為1000的氧化層200，如圖2D所示。在如大約700到900℃的較低溫下進行氧化。應(yīng)當(dāng)理解，氧化物200不是場氧化物，而是一種用于腐蝕硅襯底21的犧牲層。在這樣低的溫度下對硅襯底氧化是因為由于氧化在隔離氮化物膜25和硅襯底21之間產(chǎn)生的應(yīng)力變大，實際上避免了鳥嘴圖形的產(chǎn)生。而且，因為氧化層200有一個垂直的側(cè)壁，當(dāng)除掉氧化物200時，可以獲得各向異性的硅凹進外形。
圖2E是一個剖面圖，表示利用HF溶液除掉場區(qū)的薄氧化物200后形成的凹進圖形300。此時，腐蝕硅襯底21的深度大約為100到500。必須注意，該深度是由前述工藝生長的氧化物200確定的氧化物可以保留少許，其腐蝕可以控制在大約80到100％。
最后，在大約1000到1200℃的高溫下形成場氧化膜27，厚度大約為2000到5000。然后，除掉在硅襯底21上面形成的所有其它膜。
由上述可見，按照本發(fā)明，當(dāng)對硅襯底氧化形成氧化膜時，隔離氮化膜的應(yīng)力增加，這減慢了氧擴散進入襯墊的速度。為了使氧擴散到襯墊達到某一程度，在硅襯底和襯墊氧化膜之間界面處積累的氮原子起到防止氧進一步擴散的作用，這樣減少了鳥嘴形狀的形成。
另外，利用犧牲氧化膜，實際上形成了與硅襯底垂直的外形，并且能適當(dāng)?shù)乜刂瓢歼M深度。這樣能重復(fù)形成優(yōu)良的場氧化膜的外形。而且，因為本發(fā)明用濕法除掉了犧牲氧化膜，不會發(fā)生因濕腐蝕的腐蝕損傷引起的缺陷。
雖然通過舉例敘述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，所用術(shù)語是敘述本發(fā)明的特性，而不是限制本發(fā)明。
由于上述教導(dǎo)的啟發(fā)，可能對本發(fā)明進行各種修改和變化。因此，應(yīng)當(dāng)理解，除了特別說明之外，只要在權(quán)利要求范圍之內(nèi)，本發(fā)明不限于具體的實施方式。
權(quán)利要求
1.一種隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法，包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上形成應(yīng)力緩沖層；在含氮氣體氣氛中進行退火，在半導(dǎo)體襯底和緩沖層之間的界面處形成積累氮的層；在所得結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積防氧化層；選擇地腐蝕場區(qū)的防氧化層和緩沖層，以形成第一凹進區(qū)；形成隔離層，以便限制在第一凹進區(qū)側(cè)壁處鳥嘴圖形的形成；在第一次氧化過程中形成犧牲氧化膜；用濕腐蝕工藝除掉犧牲氧化膜，以便在半導(dǎo)體襯底中形成第二凹進區(qū)；在第二氧化工藝形成場氧化膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在NH3氣體氣氛中進行所述的退火步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在大約800到1000℃、在10到100乇壓下進行所述的退火步驟，時間為0.5到2小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，進行所述的選擇腐蝕步驟，直到腐蝕積累氮的層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述側(cè)壁的方向形成所述的隔離層，厚度為100到700。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二凹進區(qū)具有100到500的深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在700到900℃進行所述的第一氧化工藝。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成100到1000厚的所述犧牲氧化膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，除去總厚度的80到100％的所述的犧牲氧化膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述限制氧化層和隔離層各包含一個氮化物膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述緩沖層包括一個氧化膜。
全文摘要
一種隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法，通過在襯墊氧化膜和硅襯底之間積累氮原子可以限制鳥嘴圖形的產(chǎn)生，并且，利用濕腐蝕，在形成氮化物隔離層以后除掉在硅襯底上低溫生長的氧化物，可控制硅襯底的腐蝕深度，由此，可重復(fù)生產(chǎn)具有優(yōu)良外形的場氧化膜。
文檔編號H01L21/316GK1156325SQ9612165
公開日1997年8月6日 申請日期1996年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月3日
發(fā)明者金榮福, 權(quán)成九, 趙炳珍, 金鐘哲 申請人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會社