《厚绝缘膜的工艺实现方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《厚绝缘膜的工艺实现方法.pdf（8页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102655093 A (43)申请公布日 2012.09.05 C N 1 0 2 6 5 5 0 9 3 A *CN102655093A* (21)申请号 201110049404.6 (22)申请日 2011.03.02 H01L 21/336(2006.01) (71)申请人上海华虹NEC电子有限公司 地址 201206 上海市浦东新区川桥路1188 号 (72)发明人王海军 孙勤 (74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限 公司 31211 代理人高月红 (54) 发明名称 厚绝缘膜的工艺实现方法 (57) 摘要 本发明公开了一种厚绝缘膜的工艺实现方 法，。
2、包括步骤：(1)在需要长绝缘介质膜的地方， 先刻蚀槽；(2)在槽内，根据不同的槽宽，进行炉 管氧化；(3)氧化后，成长填孔性较好的绝缘膜； (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。 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 。
3、1/1页 2 1.一种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； (2)在槽内，根据不同的槽宽，进行炉管氧化； (3)氧化后，成长填孔性较好的绝缘膜； (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。 2.如权利要求1所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述步骤(1)中，槽的 宽度为0.21微米，深度为120微米，槽的形貌为倒斜状，角度小于或等于89度角。 3.如权利要求2所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述角度为88度角。 4.如权利要求1所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述步骤(1)。
4、中，刻蚀 槽的方法包括： 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； 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。 5.如权利要求4所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述A中的光刻胶的 厚度大于0.5微米。 6.如权利要求1所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述步骤(2)中，氧化 的厚度在0.4微米2微米之间； 氧化的温度为8501250，氧化的时间大于30分钟。 7.如权利要求1所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述步骤(3)中，以湿 氧的方式在炉管里成长填孔性较好的绝缘膜。 8.如权利要求7所述的。
5、厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述绝缘膜为炉管成 长的比较致密的绝缘膜或亚常压化学气相成膜。 9.如权利要求1所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述步骤(5)中，绝缘 膜刻蚀方法为干法等离子体刻蚀。 10.如权利要求1所述的厚绝缘膜的工艺实现方法，其特征在于：所述步骤(5)中，场 氧绝缘膜的厚度大于2微米。 权 利 要 求 书CN 102655093 A 1/3页 3 厚绝缘膜的工艺实现方法 技术领域 0001 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 0002 LDMOS(Laterally Diffused Metal。
6、 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。 0003 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。
7、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 0004 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。 0005 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： 0006 (1)在需要长绝缘介质膜的地方，先刻蚀槽； 0007 其中，槽的宽度为0.21微米，深度为120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； 0008 所述刻蚀槽的具体方法包括： 0009 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； 。
8、0010 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； 0011 C、通过干法等离子体刻蚀，得到所需要的槽； 0012 (2)在槽内，根据不同的槽宽，进行炉管氧化； 0013 其中，氧化的厚度在0.4微米2微米之间；氧化的温度为8501250，氧化的 时间大于30分钟； 0014 (3)氧化后，成长填孔性较好的绝缘膜； 0015 其中，成长的方式可以是以湿氧的方式在炉管里成长； 0016 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； 0017 (4)化学机械研磨，把表面的凸起磨平； 0018 (5)再把有源区的绝缘膜刻蚀掉，只留下厚的场氧绝缘膜。
9、；其中，绝缘膜刻蚀方法 说 明 书CN 102655093 A 2/3页 4 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。 0019 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。 0020 因此，本发明通过改变刻蚀槽的。
10、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 0021 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： 0022 图1是普通的RFLDMOS结构的成长外延示意图； 0023 图2是光刻胶定义深槽区的设计示意图； 0024 图3是光刻胶曝光后，定义要刻蚀槽的位置示意图； 0025 图4是刻蚀出倒斜形貌的槽的示意图； 0026 图5是经高温炉管长二氧化硅后的示意图； 0027 图6是形。
11、成厚的场氧绝缘膜的实际硅片图。 具体实施方式 0028 本发明的厚绝缘膜的工艺实现方法，包括步骤： 0029 (1)在需要长绝缘介质膜的地方，先刻蚀槽，具体步骤包括： 0030 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； 0031 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； 0032 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0.21微米，深度为120微米，结果如图4所示； 0033 (2)在槽内，根据不同的槽宽，进行炉管氧化，氧化的温度为8501250，氧化的 时间大于。
12、30分钟，氧化的厚度在0.4微米2微米之间； 0034 (3)氧化后，以湿氧的方式在炉管里成长填孔性较好的绝缘膜二氧化硅； 0035 (4)化学机械研磨，把表面的凸起磨平，结果如图5所示； 0036 (5)再把有源区的绝缘膜经化学药液以常规的干法等离子体刻蚀后，只留下厚度 大于2微米的场氧绝缘膜。 0037 按照上述步骤最后得到的实际硅片，经曲率半径测试仪测试后，结果如图6所示， 从该图中可以明显看出，元包之间形成了厚度大于2微米的场氧绝缘膜。 0038 另外，测量进炉管长膜前的硅片曲率半径和在炉管里成长后的硅片曲率半径，结 果如表1所示，从该表中，可明显看出，进炉管长膜前的曲率半径和在炉管里成长后的曲率 说 明 书CN 102655093 A 3/3页 5 半径基本一致，因此，本发明可以解决元包之间厚度大于2微米绝缘层的问题，而通过形成 厚的场氧绝缘膜，可以改善RF LDMOS工作频率。 0039 表1不同工艺的曲率半径比较表 0040 0041 注：8000A(8000埃)是膜的厚度 说 明 书CN 102655093 A 1/3页 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102655093 A 2/3页 7 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102655093 A 3/3页 8 图6 说 明 书 附 图CN 102655093 A 。