一种半导体硅片及其平坦化方法、制备方法和半导体器件的利记博彩app

文档序号:9647677阅读:765来源:国知局
一种半导体硅片及其平坦化方法、制备方法和半导体器件的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体芯片技术领域,尤其涉及一种半导体娃片及其平坦化方法、制 备方法和半导体器件。
【背景技术】
[0002] 在半导体工艺中,一般都使用娃的局部氧化(Xocal Oxide Of Silicon, LOCO巧 工艺来对半导体娃片进行隔离处理,即在有源区W外的场区形成场氧化层(Field化ide, FOX),最终隔离出有源区和场区,用于后期半导体器件的制备。然而,现有的LOCOS工艺会 造成半导体娃片的表面不平坦,实际当中,根据二氧化娃和娃的原子量和密度进行推算,若 形成的FOX的厚度为T,郝么就会有0. 56T的FOX高出衬底(单晶娃)的表面。而送高出的 部分F0X,会在后续的布线工艺中,造成短路、断条W及孔填充的问题,影响后续半导体器件 的制备。
[0003] 为此,传统的制备过程中,在隔离完成之后,需要采用化学机械研磨(化emical Medicinal Polish, CMP)工艺(原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术) 来对半导体娃片的表面进行平坦化处理。在LOCOS工艺中,由于高温高氧环境,位于有源区 的氮化娃的上表面会形成一层氮氧化娃,因此,CMP工艺的主要任务有W下H项:
[0004] 1、将FOX高出衬底的部分磨平;
[0005] 2、将氮化娃上表面形成的氮氧化娃磨掉;
[0006] 3、在对氮氧化娃研磨的较为充分的时候,可能会磨掉部分氮化娃,但不能将氮化 娃全部磨掉,W免引起衬底表面的损伤。
[0007] 然而,CMP工艺在完成任务2的过程中是存在一定难度的,送是因为;在CMP工艺 中,对氮氧化娃的研磨程度与FOX所在的场区的面积有关,FOX所在场区面积越小,有源区 的面积越大,该处氮化娃之上的氮氧化娃越容易磨掉;FOX所在场区面积越大,有源区的面 积越小,该处氮化娃之上的氮氧化娃越不容易磨掉。从而,导致CMP工艺之后残留有氮氧化 娃,进而,在接下来的去除氮化娃的过程中,由于氮氧化娃的残留而导致氮化娃的去除不彻 底,在残留有氮氧化娃的区域同样残留有氮化娃,极易引起应力缺陷,造成后续制备而成的 半导体器件漏电、失效等异常现象。

【发明内容】

[0008] 本发明实施例提供一种半导体娃片及其平坦化方法、制备方法和半导体器件,用 W解决现有技术中存在的由于研磨不彻底而导致残留有氮氧化娃区域的氮化娃不能完全 被腐蚀掉,进而造成半导体器件漏电、失效的问题。
[0009] 本发明实施例采用W下技术方案:
[0010] 一种半导体娃片的平坦化方法,所述方法包括:
[0011] 利用氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液,腐蚀位于半导体娃片中有源区的 氮化娃之上的氮氧化娃,其中,所述半导体娃片为形成了场氧化层的半导体娃片;
[0012] 利用化学机械研磨CMP工艺,对腐蚀掉氮氧化娃的半导体娃片的表面进行研磨;
[0013] 利用热磯酸将经过研磨的半导体娃片的表面剩余的氮化娃腐蚀掉,得到平坦化后 的半导体娃片。
[0014] 在本发明实施例中,针对形成了场氧化层的半导体娃片,利用氨氣酸溶液或氨氣 酸与氣化氨的混合溶液,腐蚀位于半导体娃片中有源区的氮化娃之上的氮氧化娃,其中,所 述半导体娃片为形成了场氧化层的娃片;利用化学机械研磨CMP工艺,对腐蚀掉氮氧化娃 的半导体娃片的表面进行研磨;利用热磯酸将经过研磨的娃片的表面剩余的氮化娃腐蚀 掉,得到半导体娃片。从而,使得在CMP工艺之前就将有源区的氮氧化娃全部腐蚀掉,相比 于现有技术中直接进行CMP工艺的操作而言,避免了面积较小的半导体娃片的有源区的氮 氧化娃研磨不彻底而导致残留有氮氧化娃区域的氮化娃不能完全腐蚀掉的问题,保证最终 得到的半导体娃片中有源区的表面全部暴露出来,同时,还提高了半导体娃片的平坦化程 度。
[0015] 优选地,利用氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液,腐蚀位于半导体娃片中 有源区的氮化娃之上的氮氧化娃,具体包括:
[0016] 将所述半导体娃片放置在腐蚀槽中,经过腐蚀时间t后,取出腐蚀掉氮氧化娃的 半导体娃片;
[0017] 其中,所述腐蚀槽中装有氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液,且在所述半 导体娃片放置在腐蚀槽中后,所述氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液与所述半导体 娃片中的氮氧化娃的表面完全接触;
[0018] 所述腐蚀时间t根据所述氮氧化娃的厚度确定。
[0019] 优选地,所述氨氣酸溶液是氨氣酸和水W 1:10~1:00的体积配比混合而成。
[0020] 在本发明实施例中,通过上述方案可W保证腐蚀速率在所需的范围之内,进而保 证完全腐蚀掉氮氧化娃的同时,不对场氧化层造成过多腐蚀。
[0021] 优选地,所述氨氣酸溶液中,浓度为49%的氨氣酸和水的体积配比为1:50。
[0022] 在本发明实施例中,通过上述方案可W保证腐蚀速率最接近1 A/S。
[0023] 优选地,所述氨氣酸与氣化氨的混合溶液是氨氣酸与氣化氨W 5:1~500:1的体 积配比混合而成。
[0024] 在本发明实施例中,通过上述方案可W保证腐蚀速率在所需的范围之内,进而保 证完全腐蚀掉氮氧化娃的同时,不对场氧化层造成过多腐蚀。
[00巧]优选地,所述氨氣酸与氣化氨的混合溶液中,浓度为49%的氨氣酸与氣化氨的体 积配比为7:1。
[0026] 在本发明实施例中,通过上述方案可W保证腐蚀速率最接近1A/S。
[0027] -种半导体娃片的制备方法,所述方法包括:
[0028] 在衬底娃片之上形成垫氧化层和氮化娃;
[0029] 对所述氮化娃进行刻蚀,形成包含有源区和场区的半导体娃片;
[0030] 在包含有源区和场区的半导体娃片的场区之上形成场氧化层,W及在有源区之上 形成氮氧化娃;
[0031] 利用氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液,腐蚀位于半导体娃片中有源区的 氮化娃之上的氮氧化娃;
[0032] 利用化学机械研磨CMP工艺,对腐蚀掉氮氧化娃的半导体娃片的表面进行研磨;
[0033] 利用热磯酸将经过研磨的半导体娃片的表面剩余的氮化娃腐蚀掉,得到平坦化后 的半导体娃片。
[0034] 优选地,利用氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液,腐蚀位于半导体娃片中 有源区的氮化娃之上的氮氧化娃,具体包括:
[0035] 将所述半导体娃片放置在腐蚀槽中,经过腐蚀时间t后,取出腐蚀掉氮氧化娃的 半导体娃片;
[0036] 其中,所述腐蚀槽中装有氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液,且在所述半 导体娃片放置在腐蚀槽中后,所述氨氣酸溶液或氨氣酸与氣化氨的混合溶液与所述半导体 娃片中的氮氧化娃的表面完全接触;
[0037] 所述腐蚀时间t根据所述氮氧化娃的厚度确定。
[0038]一种半导体娃片,利用所述的半导体娃片的制备方法制备而成。
[0039] 在本发明实施例中,针对形成了场氧化层的半导体娃片,利用氨氣酸溶液或氨氣 酸与氣化氨的混合溶液,腐蚀位于半导体娃片中有源区的氮化娃之上的氮氧化娃,其中,所 述半导体娃片为形成了场氧化层的娃片;利用化学机械研磨CMP工艺,对腐蚀掉氮氧化娃 的半导体娃片的表面进行研磨;利用热磯酸将经过研磨的娃片的表面剩余的氮化娃腐蚀 掉,得到半导体娃片。从而,使得在CMP工艺之前就将有源区的氮氧化娃全部腐蚀掉,相比 于现有技术中直接进行CMP工艺的操作而言,避免了面积较小的半导体娃片的有源区的氮 氧化娃研磨不彻底而导致残留有氮氧化娃区域的氮化娃不能完全腐蚀掉的问题,保证最终 得到的半导体娃片中有源区的表面全部暴露出来,同时,还提高了半导体娃片的平坦化程 度。
[0040]一种半导体器件,包括;所述的半导体娃片。
[0041] 在本发明实施例中,针对形成了场氧化层的半导体娃片,利用氨氣酸溶液或氨氣 酸与氣化氨的混合溶液,腐蚀位于半导体娃片中有源区的氮化娃之上的氮氧化娃,其中,所 述半导体娃片为形成了场氧化层的娃片;利用化学机械研磨CMP工艺,对腐蚀掉氮氧化娃 的半导体娃片的表面进行研磨;利用热磯酸将经过研磨的娃片的表面剩余的氮化娃腐蚀 掉,得到半导体娃片。从而,使得在CMP工艺之前就将有源区的氮氧化娃全部腐蚀掉,相比 于现有技术中直接进行CMP工艺的操作而言,避免了面积较小的半导体娃片的有源区的氮 氧化娃研磨不彻底而导致残留有氮氧化娃区域的氮化娃不能完全腐蚀掉的问题,保证最终 得到的半导体娃片中有源区的表面全部暴露出来,同时,还提高了半导体娃片的平坦化程 度。
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本 领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可
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