[发明专利]半导体元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件及其制造方法，特别是涉及一种浅沟槽隔离结构(shallow trench isolation structures)和具有该些改良的浅沟槽隔离结构的半导体元件及其制造方法。

背景技术

传统上的浅沟槽隔离结构(shallow trench isolation structures)是包括形成一氧化层和一图案化遮罩层于一基板上等步骤而制得。由图案化遮罩层所定义的基板的一部分被移除而形成一浅沟槽隔离。接着填充一介电材料于浅沟槽隔离中。之后，移除氧化层和图案化遮罩层，一般是使用蚀刻方式移除。

在移除氧化层和图案化遮罩层时，一部分被定义好的浅沟槽隔离结构可能也会被移除。特别是，浅沟槽隔离结构的上边缘(upper edge)特别容易受到移除氧化层和图案化遮罩层步骤的影响而被移除，有时可能会在上部转角(upper corner)形成一块凹陷(divot)。后续形成于其上的隧道氧化层或栅极氧化层，将会在对应浅沟槽隔离结构的上边缘处产生不平整现象，这种现象在本文中称为“边缘薄化”(corner thinning)。而浅沟槽隔离结构的边缘薄化和凹陷的形成可能会对半导体元件的特性甚至是稳定度造成影响。

虽然有一些技术可用来减少边缘薄化形成的范围，但在一开口区域(open region)例如半导体元件的一周边区域(periphery region)被蚀刻或移除的材料量，是倾向大于在一密集区域(dense region)例如记忆体元件的一阵列区域(array region)被蚀刻或移除的材料量。而一些已知技术对于减少周边区域中浅沟槽隔离结构边缘薄化的效果，并不像减少阵列区域中浅沟槽隔离结构边缘薄化来得有效果。因此，对相关业着而言，需要提出一种制造半导体元件的改良方法，以使半导体元件阵列区域中的记忆胞结构(穿隧氧化层)没有边缘薄化。再者，也需要使半导体周边电路区的元件(栅极氧化层)在浅沟槽隔离结构上边缘处没有薄化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种新的半导体元件及其制造方法，所要解决的技术问题是使其可使半导体元件周边区域的浅沟槽隔离结构减少边缘薄化，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种半导体元件，包括：一第一浅沟槽隔离结构(first shallow trench isolation structure)，形成于该半导体元件的一开口区域，例如一周边区域；一第一堆叠结构位于该开口区域，该第一浅沟槽隔离结构的一部分是由该第一堆叠结构定义；一沟槽端补偿(trench-end offset)位于该开口区域并具有一距离，该距离是自第一浅沟槽隔离结构的一转角(corner)量测至该第一堆叠结构的一边缘；一第二浅沟槽隔离结构形成于该半导体元件的一密集区域，例如一阵列区域；一第二堆叠结构位于该密集区域，该第二浅沟槽隔离结构的一部分是由第二堆叠结构定义。其中，该密集区域中该第二浅沟槽隔离结构的一侧壁实质上与该第二堆叠结构的一边缘共同延伸(coextensive)。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的半导体元件，其中该沟槽端补偿的该距离为约

前述的半导体元件，更包括一介电层，且此介电层在该第一浅沟槽隔离结构的该转角处实质上没有产生任何边缘薄化。在一些实施例中，该介电层为一栅极氧化层。在一些实施例中，一第二导电层形成于该介电层上。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种半导体元件，包括：一基板上的一第一区域例如一周边区域，和一第二区域例如一阵列区域的一介面区(interface region)；一堆叠结构位于该介面区，该堆叠结构具有一第一边缘(first edge)邻近该第一区域和一第二边缘(second edge)邻近该第二区域；一第一浅沟槽隔离结构其末端邻近(distal-proximate)于该堆叠结构的该第一边缘；一沟槽端补偿位于该第一区域并具有一距离，该距离是自该第一浅沟槽隔离结构的一转角量测至该堆叠结构的该第一边缘；以及一第二浅沟槽隔离结构其末端邻近(distal-proximate)于该堆叠结构的该第二边缘。其中，该第二浅沟槽隔离结构的一侧壁系实质上与该堆叠结构的该第二边缘共同延伸(coextensive)。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的半导体元件，其中该沟槽端补偿的该距离为约