[发明专利]倾斜沟槽的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沟槽的制备方法，特别涉及一种倾斜沟槽的制备方 法。

背景技术

沟槽结构，被广泛用来实现隔离，制作容量，或制作MOSFET等。现 有的沟槽制作技术中，不论是利用光刻胶来做掩膜保护还是利用介质膜来 做掩膜保护，都是通过调整沟槽刻蚀的工艺来实现需要的沟槽倾斜，但这 一方法在沟槽的深度较大，或沟槽的高宽比较高时就难以达到要求。利用 介质膜做沟槽刻蚀掩膜的情况下，由于难以生成足够的聚合物来保护沟槽 侧壁，在浅沟槽情况下都较难获得较大倾斜角，在要求的沟槽较深或高宽 比较大时，要获得期望的倾斜角基本不可能。在用光刻胶来做掩膜的工艺 中，光刻胶产生的聚合物可以为沟槽侧壁提供需要的保护以得到倾斜沟 槽，但当要求的沟槽较深或高宽比较大时，为了得到需要的倾斜角，对侧 壁保护的聚合物有一定的要求，这时刻蚀过程中沟槽的底部就会因为聚合 物太多，难以进行均匀的刻蚀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种倾斜沟槽的制备方法，其能制备 出倾斜的高宽比较大的沟槽。

为解决上述技术问题，本发明的倾斜沟槽的制备方法，在表面至少有 一掩膜层的硅衬底上刻蚀形成沟槽之后，包括如下步骤：

1)对所述沟槽进行旋转的倾斜离子注入，所述离子注入的条件根据所 述需要获得的沟槽的倾斜角度来设定；

2)接着进行氧化处理，使沟槽侧壁的硅氧化为氧化硅；

3)去除所述硅衬底上的掩膜层，和所述沟槽侧壁的氧化硅，得到沟 槽侧壁比步骤二中所刻蚀的沟槽侧壁倾斜的沟槽。

本发明通过利用倾斜离子注入的方式，使不同高度处的沟槽侧壁接受 不同的离子浓度，然后通过热氧化工艺将沟槽侧壁进行氧化，因离子注入 后的硅区域易于被氧化，故使沟槽侧壁的热氧化膜厚度随着沟槽深度(距 顶部的距离)的增加而减少或说使侧壁上基板材料硅的被氧化量随沟槽的 深度增加而减少，最后将生成的热氧化膜除掉，得到倾斜的沟槽结构，使 沟槽结构能满足后续工艺集成的要求(例如使后续的沟槽填膜工艺易于得 到没有空洞的的膜等)。通过本发明的倾斜沟槽的制备方法中调整离子注 入工艺和热氧化工艺，可以得到沟槽倾斜角范围为80-90度(沟槽侧壁 与垂直线之间的角度)。

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为实施本发明的制备方法中刻蚀沟槽后的结构示意图；

图2为实施本发明的制备方法中离子注入的结构示意图；

图3为实施本发明的制备方法中热氧化后的结构示意图；

图4为实施本发明的制备方法中去除氧化硅后的结构示意图。

具体实施方式

本发明的倾斜沟槽的制备方法，在表面至少有一掩膜层的硅衬底上刻 蚀形成沟槽之后，包括如下步骤：

1)对沟槽进行旋转的倾斜离子注入，离子注入的条件根据所述需要获 得的沟槽的倾斜角度来设定(这里所指的离子注入条件主要指倾斜角度， 离子注入浓度和能量等)；

2)接着进行氧化处理，使沟槽侧壁的硅氧化为氧化硅；

3)去除所述硅衬底上的掩膜层，和所述沟槽侧壁的氧化硅，得到沟槽 侧壁比步骤二中所刻蚀的沟槽侧壁倾斜的沟槽。

上述掩膜层可为光刻胶层加介质层(如图1所示，由光刻胶定义出沟槽 位置后刻蚀介质层和硅衬底形成沟槽)，也可直接为介质层(由光刻工艺 定义出沟槽位置后，刻蚀介质层形成硬掩膜层，后去除光刻胶，以介质层 为掩膜刻蚀硅衬底形成硅衬底)。所刻蚀出的沟槽可以是90度的，也可以 是具有一定倾斜度的沟槽。

对沟槽进行旋转的倾斜离子注入时(见图2)，离子注入的条件根据所 述需要获得的沟槽的倾斜角度来设定，一般来将所需的沟槽的倾斜角度越 大，离子注入时的倾斜角度也相应变大，注入的离子可为磷、砷、硼、锗 或硅中的任一种，也可以是包含上述任一种离子的物质；该步离子注入使 沟槽侧壁的不同深度有不同离子浓度，沟槽侧壁的离子浓度随沟槽深度的 增加而减少，在离子注入过程中，可包含大倾斜注入，小倾斜角注入或他 们的组合，也可通过多次条件不同的注入以达到目的。如采用图1所示介质 层加光刻胶的方案，在离子注入后需要去除光刻胶，光刻胶的去除可采用 干法去胶加湿法去胶工艺，也可只用湿法去除光刻胶以及由步骤二中刻蚀 工艺可能生成的聚合物。如硅衬底上只有介质层，则介质层的去除与步骤 三中氧化硅的去除步骤一致。