[发明专利]厚绝缘膜的工艺实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件中的绝缘膜工艺实现方法，特别是涉及一种厚绝缘膜的工艺实现方法。

背景技术

LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)是目前RF(Radio Frequency)射频工艺中的常用器件之一。基于LDMOS可以形成低成本，高性能高集成度的RFLDMOS被应用于高频通信领域以及其他对于速度要求很高的应用领域。普通的RFLDMOS结构的成长外延如图1所示。为了提高器件的截止频率，需要减少元包之间隔离绝缘层的电容，增加绝缘层的厚度，目前可行的场氧隔离或高密度等离子体介质膜成长再加化学机械研磨的办法，只能做到2微米左右。

同时，在实现厚绝缘膜的工艺过程中，由于厚氧化膜是高温炉管里长的，在降温后由于硅的缩应力和二氧化硅的缩应力严重不匹配，造成晶片严重凸起，不能被机器手吸住，也不能进入下一道工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的厚绝缘膜的工艺实现方法，解决了元包之间厚度大于2微米绝缘层的真正可行办法。

为解决上述技术问题，本发明的厚绝缘膜的工艺实现方法，包括步骤：

(1)在需要长绝缘介质膜的地方，先刻蚀槽；

其中，槽的宽度为0.2～1微米，深度为1～20微米；槽的形貌为倒斜状(如梯形状)，角度小于或等于89度角，优选88度角；

所述刻蚀槽的具体方法包括：

A、在硅片二氧化硅的表面涂覆光刻胶，定义所需要刻蚀的槽，其中，光刻胶的厚度大于0.5微米；

B、光刻胶曝光后，在硅片外延部分定义所要刻蚀的槽的位置；

C、通过干法等离子体刻蚀，得到所需要的槽；

(2)在槽内，根据不同的槽宽，进行炉管氧化；

其中，氧化的厚度在0.4微米～2微米之间；氧化的温度为850～1250℃，氧化的时间大于30分钟；

(3)氧化后，成长填孔性较好的绝缘膜；

其中，成长的方式可以是以湿氧的方式在炉管里成长；

所述绝缘膜可以是炉管成长的比较致密的绝缘膜(如二氧化硅)，或亚常压化学气相成膜；

(4)化学机械研磨，把表面的凸起磨平；

(5)再把有源区的绝缘膜刻蚀掉，只留下厚的场氧绝缘膜；其中，绝缘膜刻蚀方法可以为干法等离子体刻蚀；该场氧绝缘膜的厚度大于2微米，从而满足降低电容和提高工作频率的要求。

在绝缘层分布密度大于5％以上时，经过炉管成长绝缘氧化层时，硅衬底和氧化膜之间的应力严重不匹配，晶片长完绝缘氧化膜后会出现严重翘曲，不能进行下面的工艺。而利用本发明的方法，很好的解决了硅衬底和氧化膜之间的应力不匹配，使得产品可以继续下面的工艺。因为本发明的重点在于刻蚀深槽时，把槽的形貌刻成倒斜的形状(角度小于或等于89度)，所以在炉管里长氧化膜后的应力就可以抵消一部分。

因此，本发明通过改变刻蚀槽的形貌后，元包之间的二氧化硅绝缘膜在炉管里成长后，改变了应力的方向，测量后曲率半径和进炉管长膜前的曲率半径基本一致，解决了元包之间厚度大于2微米绝缘层的可行办法。另外，由于形成了比较厚的场氧绝缘膜，因此，可以改善RF LDMOS工作频率。

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是普通的RFLDMOS结构的成长外延示意图；

图2是光刻胶定义深槽区的设计示意图；

图3是光刻胶曝光后，定义要刻蚀槽的位置示意图；

图4是刻蚀出倒斜形貌的槽的示意图；

图5是经高温炉管长二氧化硅后的示意图；

图6是形成厚的场氧绝缘膜的实际硅片图。

具体实施方式

本发明的厚绝缘膜的工艺实现方法，包括步骤：

(1)在需要长绝缘介质膜的地方，先刻蚀槽，具体步骤包括：

A、在硅片二氧化硅的表面涂覆厚度大于0.5微米的光刻胶，定义所需要刻蚀的槽，如图2所示；

B、光刻胶曝光后，在硅片外延部分定义所要刻蚀的槽的位置，如图3所示；

C、通过常规的干法等离子体刻蚀，得到倒斜状(角度小于或等于89度角)的槽，其中，槽的宽度为0.2～1微米，深度为1～20微米，结果如图4所示；

(2)在槽内，根据不同的槽宽，进行炉管氧化，氧化的温度为850～1250℃，氧化的时间大于30分钟，氧化的厚度在0.4微米～2微米之间；