[发明专利]局部硅氧化隔离制造工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件制造工艺方法，特别是涉及一种局部硅氧化隔离的制造工艺方法。

背景技术

在现代半导体器件制造工艺中，浅槽沟隔离(STI)结构与局部硅氧化隔离(LOCOS)结构是被普偏采用的两种器件隔离结构。STI由于其本身所占面积相对较小的优势，成为先进制程所采用的主流器件隔离结构。LOCOS有着良好的隔离效果，但是占用面积相对STI更大。

现有的LOCOS制程工艺大致流程如下：1、在硅基板上垫积上一层二氧化硅层，接着在二氧化硅层上再垫积上一层氮化硅层；2、通过一次光刻，把需要生长LOCOS的区域打开；3、用刻蚀工艺依次把光刻打开处的氮化硅层和二氧化硅层刻掉；4、去残余光刻胶；5、利用热氧生长法通过硅和氧气的反应生长出一层二氧化硅层；6、最终将硅基板上其余区域的氮化硅层和二氧化硅层依次刻掉，形成LOCOS结构。

这种LOCOS工艺在具体实现过程中往往会发生“鸟嘴”现象，导致所占用面积增大，并且由于LOCOS工艺中一般都需要通过热氧生长法生长几千埃的氧化硅，需要经历长时间的热过程，对于离子注入的掺杂浓度分布有一定影响，不利于制程的控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种局部硅氧化隔离制造工艺方法，缓解局部硅氧化隔离制程中出现鸟嘴的问题，尽量减小所占用的模块面积，减小制程中的热过程。

为解决上述技术问题，本发明的局部硅氧化隔离制造工艺方法包括如下步骤：

在硅基板上垫积上一层二氧化硅层，接着在该二氧化硅层上再垫积上一层氮化硅层；

通过一次光刻，把需要生长LOCOS的区域打开；

用刻蚀工艺依次把光刻打开处的氮化硅层和二氧化硅层刻掉；其中，

接着，在光刻胶开口区域进行一次非晶态注入；

然后，再去残余光刻胶；

利用热氧生长法通过硅和氧气的反应生长出一层二氧化硅层；

最后将硅基板上其余区域的氮化硅层和二氧化硅层依次刻掉，形成LOCOS结构。

本发明在制作浅沟槽隔离混合局部硅氧化隔离的结构区域进行预非晶注入，非LOCOS区域不做此次注入，以保证LOCOS局部氧化速度的增快。

利用非晶注入后的多晶硅与单晶硅在相同外部条件下氧化生成氧化硅速率不同达到本发明所要求的LOCOS形貌，即相比原有工艺，在相同LOCOS深度与质量的条件下，改善两侧的突尖部分，即通常所称的“鸟嘴”问题。

利用多晶硅与氧反应生成氧化硅速率大于单晶硅与氧反应生成氧化硅速率，以此在得到相同LOCOS形貌与质量的情况下，减少制程时间，或者降低制程温度，以调整制程热预算。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1-4是本发明的工艺流程示意图；

图5是本发明的方法工艺流程图。

具体实施方式

如图1-5所示，本发明与现有的LOCOS工艺的不同点在于，在现有的方法第三步和第四步之间，即在去除残余光刻胶之前，增加一次预先非晶态注入(PAI)，也就是将要生长二氧化硅层区域的硅基板区域的晶态硅通过PAI打成非晶态，这样做的目的在于非晶态的硅由于原子间的共价键被打断，晶格结构被破坏，原子之间的空隙增大，更加容易与氧结合反应生成二氧化硅，这将加快LOCOS的生长速度，缓解“鸟嘴”现象的发生，减小热过程时间。然后再按照现有的工艺步骤形成LOCOS结构。