[发明专利]形成浅沟槽隔离结构的方法及半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及形成浅沟槽隔离结构的方法及半导体器件的制造方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，集成电路制造工艺从单个硅芯片上的少数互连器件发展到数百万个器件。常规集成电路提供了远超过最初设想的性能和复杂度，为了实现复杂度和电路密度的改善，器件的特征也随之缩小。

随着器件的特征尺寸的缩小，要求器件制造的精确度越来越高，给器件的制造工艺带来了新的挑战。公开号：CN101154617A，名称为：浅沟槽隔离结构的制造方法的中国专利申请中，公开了一种制造浅沟槽隔离结构的方法，如图1所示，其中包括提供半导体衬底100，在半导体衬底100表面采用热氧化工艺生成一层氧化层110，接着利用低压化学淀积工艺(LPCVD)在氧化层110表面沉积氮化硅层120，刻蚀所述氮化硅层120、氧化层110以及半导体衬底100，从而在半导体衬底100中形成沟槽130；在所述沟槽130底部和侧壁以及氮化硅层120表面形成衬层氧化层160；在所述沟槽130中沉积绝缘物质；平坦化所述绝缘物质以形成浅沟槽隔离结构。

但是上述采用上述方法存在的问题是，因为在生产中，通常进行批量生产，也就是同时在一个硅片上生产多个相同半导体器件，例如MOS器件。因此，如图2所示，在硅片10正面的半导体衬底100上形成氧化硅层110和氮化硅层120的同时在硅片10的背面，也就是硅片不具有半导体衬底的一面也会同时形成氧化硅层110a和氮化硅层120a，因为只在硅片10正面上形成半导体器件，所以氧化硅层110a和氮化硅层120a是多余的，因此在后续半导体器件的制作中需要去除硅片背面的氧化硅层110a和氮化硅层120a，但是发现在去除硅片10背面的氧化硅层110a和氮化硅层120a后，如图3所示硅片10会发生形变，使硅片10的边缘向硅片10的背面弯曲。同时硅片10上边缘处的半导体衬底100、氧化硅层110和氮化硅层120，也向硅片10的背面弯曲。另外其它的情况，例如硅片受热不均匀也会引起硅片边缘向硅片背面弯曲的形变。

进一步的在MOS器件的制造中由于硅片发生形变，因此从测得的结果发现在硅片边缘区域的MOS器件中，有源区不能在栅极两侧对称分布，也叫做栅极不能对准。如图4是硅片俯视图，其中在硅片边缘区域存在栅对不准现象的MOS器件，图4中的黑色区域为存在栅对不准现象的MOS器件的位置，图5为图4中硅片边缘部分区域的放大图。图4和图5中可以看出，在硅片边缘的MOS器件中，有源区103在栅极112两侧没有对称分布，也就是存在栅对不准现象，这样使得器件的电学性能较差，甚至使得硅片边缘区域的器件不合格，这样造成硅片边缘区域的浪费。

发明内容

本发明提供的形成浅沟槽隔离结构的方法，减小了硅片的形变；本发明提供的半导体器件的制造方法改善了硅片边缘区域的MOS器件的栅对不准现象，提高了硅片边缘区域的利用率。

本发明提供了一种形成浅沟槽隔离结构的方法，包括：提供一硅片，该硅片中具有半导体衬底；对半导体衬底进行刻蚀，在硅片的中央区域和边缘区域的半导体衬底中形成围绕硅片中心对称分布的至少100个沟槽；在所述沟槽内形成覆盖沟槽的侧壁和底面垫氧化物层，其中在硅片边缘区域沟槽内形成的所述垫氧化物层的厚度大于在硅片中央区域沟槽内形成的所述垫氧化物层的厚度；在沟槽内垫氧化物层上填充氧化物，使沟槽内氧化物的表面与半导体衬底表面在同一个平面。

可选的，在硅片上形成半导体衬底之后还包括，在硅片的正面的半导体衬底上和背面形成介质层；在形成沟槽时，对所述半导体衬底上的介质层进行刻蚀；在形成沟槽之后，去除硅片背面的所述介质层，得到的硅片边缘向硅片背面弯曲。

可选的，硅片中央区域的垫氧化层厚度约为43埃±1埃，硅片边缘区域的所述垫氧化物层厚度从43埃±1埃向45埃±1埃逐渐随距离硅片中心的距离而递增。

可选的，所述垫氧化物层利用热氧化的方法得到。

可选的，所述热氧化的方法包括：将硅片至于热氧化反应室内加热，使腔内硅片边缘区域加热的温度大于硅片中央区域加热的温度。

可选的，所述加热的方法包括：在所述热氧化反应室内设置照射硅片边缘区域的边缘光源和照射硅片中央区域的中央光源，设置所述边缘光源温度高于所述中央光源的温度。

可选的，所述的边缘光源的温度比所述中央光源的温度高3℃-5℃。

可选的，所述的硅片边缘区域为距离硅片边缘0.05倍硅片直径长度的区域，所述的硅片中央区域为距离硅片中心0.4倍硅片直径长度的区域。