溝槽隔離結構的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種溝槽隔離結構的制造方法。
【背景技術】
[0002]深槽隔離結構在MEMS (Micro Electro Mechanical Systems,微機電系統)領域有著廣泛的應用。借助深槽隔離結構可以進行電絕緣，電信號也可以通過深槽中的填充材料傳輸到襯底處理電路。深槽隔離結構的填充一般采用LPCVD多晶硅、電鍍銅等。
[0003]然而，因LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposit1n,低壓化學氣相淀積)制備多晶硅時，為避免爐內副產物的堆積對泵等硬件產生損耗，多晶硅生長厚度要控制在I微米左右，所以采用LPCVD多晶硅作為填充材料時，深槽的最大寬度只能做到幾微米寬；采用電鍍銅作為填充材料時，銅作為金屬材料不能承受半導體前道工藝常用的熱過程，這樣嚴重限制了該工藝的應用范圍。
【發明內容】
[0004]基于此，有必要提供一種溝槽隔離結構的制造方法。一種溝槽隔離結構的制造方法，包括:
[0005]提供形成有溝槽結構的硅片襯底；
[0006]在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層；
[0007]外延生長多晶硅以填充所述溝槽；
[0008]去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。
[0009]在其中一個實施例中，所述在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層的步驟之前，還包括在所述溝槽的表面形成絕緣層的步驟。
[0010]在其中一個實施例中，所述在溝槽的表面形成絕緣層的步驟，是在溝槽表面淀積二氧化硅作為絕緣層。
[0011]在其中一個實施例中，所述絕緣層的厚度為100納米?2000納米。
[0012]在其中一個實施例中，所述種子層的厚度為50納米?1000納米。
[0013]在其中一個實施例中，所述外延生長多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用三氯氣石圭、四氯化娃、娃燒和二氯娃燒中的至少一種作為外延氣體。
[0014]在其中一個實施例中，所述外延生長多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用硼烷或者磷烷作為摻雜氣體。
[0015]在其中一個實施例中，所述外延生長多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，生長溫度為900攝氏度?1200攝氏度。
[0016]在其中一個實施例中，米用娃刻蝕技術或化學機械拋光技術去除所述娃片襯底表面多余的多晶硅。
[0017]在其中一個實施例中，所述多晶硅的淀積采用低壓化學氣相淀積法。
[0018]上述溝槽隔離結構的制造方法采用外延生長多晶硅，多晶硅厚度可以達到幾十微米，甚至幾百微米，這樣就可以用來填充幾十微米寬的溝槽，從而溝槽寬度不限制，同時該方法制作的溝槽隔離結構的制造可以承受半導體前導工藝常用的熱過程，擴大了半導體工藝應用范圍。
【附圖說明】
[0019]圖1為一實施例的溝槽隔離結構的制造方法流程圖；
[0020]圖2為圖1所示實施例的溝槽隔離結構的制造方法效果示意圖。
【具體實施方式】
[0021]一種溝槽隔離結構的制造方法，包括以下步驟:
[0022]提供形成有溝槽結構的硅片襯底；
[0023]在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層；
[0024]外延生長多晶硅以填充所述溝槽；
[0025]去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。
[0026]以下通過具體實施例來詳細說明本發明的技術方案，請參照圖1和圖2，分別為一實施例的溝槽隔離結構的制造方法流程圖及其對應的效果示意圖。
[0027]該溝槽隔離結構的制造方法包括:
[0028]步驟SllO:提供形成有溝槽結構的硅片襯底。
[0029]硅片襯底110是一種具有價格便宜、可獲得尺寸大、器件工藝較成熟等優點的半導體材料。
[0030]可以通過如下方式在硅片襯底110上形成溝槽:首先根據實際要求計算好溝槽的寬度與深度，然后在硅片襯底110的正面采用深硅刻蝕技術制作溝槽。這里所述溝槽的寬度和深度不受填充材料的厚度限制。在本發明中，溝槽結構具有很高的深寬比，本領域一般將這種溝槽結構稱為深槽。
[0031]在本實施例中，所述深槽的寬度為30微米，深度為150微米。可以理解，在其他實施例中，根據具體器件的實際需要可以將寬度和深度做得更寬和更深。
[0032]步驟S120:在所述溝槽的表面淀積二氧化硅作為絕緣層。
[0033]二氧化硅120在集成電路制作過程中可以阻止雜質擴散，同時，二氧化硅120是良好的絕緣體。
[0034]在本實施例中，所述絕緣體的厚度即淀積的二氧化硅120厚度為100納米?2000納米。
[0035]步驟S130:在二氧化硅上淀積多晶硅作為外延的種子層。
[0036]多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核，這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結合起來，就結晶成多晶石圭。
[0037]在本實施例中，采用LPCVD方法淀積一層薄的多晶硅130，所述種子層的厚度即淀積的多晶硅130厚度為50納米?1000納米。
[0038]步驟S140:外延生長多晶硅以填充所述溝槽。
[0039]在適合的晶體底層上的單個晶體半導體薄膜的生長就是外延生長。
[0040]在本實施例中，以步驟S130中淀積的一層薄的多晶硅130為外延種子層，采用三氯氫硅為外延氣體，硼烷為摻雜氣體，900攝氏度?1200攝氏度為生長溫度進行外延生長多晶硅140以填充所述深槽。
[0041 ] 可以理解，在其他實施例中，外延氣體還可以采用四氯化硅、硅烷或二氯硅烷等，摻雜氣體還可以采用磷烷，當然也可以不采用任何摻雜氣體。
[0042]步驟S150:去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。
[0043]在本實施例中，采用深硅刻蝕技術去除所述硅片襯底表面的多晶硅，制造出高深寬的深槽隔離結構。可以理解，在其他實施例中，還可以采用CMP(Chemical mechanicalpolish,化學機械拋光)去除所述娃片襯底表面的多晶石圭。
[0044]上述溝槽隔離結構的制造方法采用外延生長多晶硅140，多晶硅140厚度可以達到幾十微米，甚至幾百微米，這樣就可以用來填充幾十微米寬的深槽，從而深槽寬度不限制，同時該方法制作的深槽隔離結構的制造可以承受半導體工藝常用的熱過程，擴大了半導體工藝應用范圍。
[0045]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，包括: 提供形成有溝槽結構的硅片襯底； 在石圭片襯底上淀積多晶??圭作為外延的種子層； 外延生長多晶硅以填充所述溝槽； 去除所述??圭片襯底表面多余的多晶石圭。2.根據權利要求1所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層的步驟之前，還包括在所述溝槽的表面形成絕緣層的步驟。3.根據權利要求2所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述在溝槽的表面形成絕緣層的步驟，是在溝槽表面淀積二氧化硅作為絕緣層。4.根據權利要求3所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述絕緣層的厚度為100納米?2000納米。5.根據權利要求1所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述種子層的厚度為50納米?1000納米。6.根據權利要求1所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述外延生長多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用三氯氫硅、四氯化硅、硅烷和二氯硅烷中的至少一種作為外延氣體。7.根據權利要求1所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述外延生長多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，采用硼烷或者磷烷作為摻雜氣體。8.根據權利要求1所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述外延生長多晶硅以填充所述溝槽的步驟中，生長溫度為900攝氏度?1200攝氏度。9.根據權利要求1所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，采用硅刻蝕技術或化學機械拋光技術去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。10.根據權利要求1所述的溝槽隔離結構的制造方法，其特征在于，所述多晶硅的淀積采用低壓化學氣相淀積法。
【專利摘要】一種溝槽隔離結構的制造方法，包括：提供形成有溝槽結構的硅片襯底；在硅片襯底上淀積多晶硅作為外延的種子層；外延生長多晶硅以填充所述溝槽；去除所述硅片襯底表面多余的多晶硅。本發明可以承受半導體前導工藝常用的熱過程，擴大了半導體工藝應用范圍。
【IPC分類】H01L21/762
【公開號】CN105185737
【申請號】CN201410241482
【發明人】荊二榮
【申請人】無錫華潤上華半導體有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2014年5月30日