專利名稱：厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件中的絕緣膜工藝實(shí)現(xiàn)方法，特別是涉及一種厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor,橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)是目前RF(Radio Frequency)射頻工藝中的常用器件之一?；贚DMOS可以形成低成本，高性能高集成度的RFLDM0S被應(yīng)用于高頻通信領(lǐng)域以及其他對(duì)于速度要求很高的應(yīng)用領(lǐng)域。普通的RFLDM0S結(jié)構(gòu)的成長(zhǎng)外延如圖I所示。為了提高器件的截止頻率，需要減少元包之間隔離絕緣層的電容，增加絕緣層的厚度，目前可行的場(chǎng)氧隔離或高密度等離子體介質(zhì)膜成長(zhǎng)再加化學(xué)機(jī)械研磨的辦法，只能做到2微米左右。
同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)厚絕緣膜的工藝過程中，由于厚氧化膜是高溫爐管里長(zhǎng)的，在降溫后由于硅的縮應(yīng)力和二氧化硅的縮應(yīng)力嚴(yán)重不匹配，造成晶片嚴(yán)重凸起，不能被機(jī)器手吸住，也不能進(jìn)入下一道工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，解決了元包之間厚度大于2微米絕緣層的真正可行辦法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟(I)在需要長(zhǎng)絕緣介質(zhì)膜的地方，先刻蝕槽；其中，槽的寬度為0. 2 I微米，深度為I 20微米；槽的形貌為倒斜狀(如梯形狀)，角度小于或等于89度角，優(yōu)選88度角；所述刻蝕槽的具體方法包括A、在硅片二氧化硅的表面涂覆光刻膠，定義所需要刻蝕的槽，其中，光刻膠的厚度大于0. 5微米；B、光刻膠曝光后，在硅片外延部分定義所要刻蝕的槽的位置；C、通過干法等離子體刻蝕，得到所需要的槽；(2)在槽內(nèi)，根據(jù)不同的槽寬，進(jìn)行爐管氧化；其中，氧化的厚度在0. 4微米 2微米之間；氧化的溫度為850 1250°C，氧化的時(shí)間大于30分鐘；(3)氧化后，成長(zhǎng)填孔性較好的絕緣膜；其中，成長(zhǎng)的方式可以是以濕氧的方式在爐管里成長(zhǎng)；所述絕緣膜可以是爐管成長(zhǎng)的比較致密的絕緣膜(如二氧化硅)，或亞常壓化學(xué)氣相成膜；(4)化學(xué)機(jī)械研磨，把表面的凸起磨平；(5)再把有源區(qū)的絕緣膜刻蝕掉，只留下厚的場(chǎng)氧絕緣膜；其中，絕緣膜刻蝕方法可以為干法等離子體刻蝕；該場(chǎng)氧絕緣膜的厚度大于2微米，從而滿足降低電容和提高工作頻率的要求。在絕緣層分布密度大于5%以上時(shí)，經(jīng)過爐管成長(zhǎng)絕緣氧化層時(shí)，硅襯底和氧化膜之間的應(yīng)力嚴(yán)重不匹配，晶片長(zhǎng)完絕緣氧化膜后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重翹曲，不能進(jìn)行下面的工藝。而利用本發(fā)明的方法，很好的解決了硅襯底和氧化膜之間的應(yīng)力不匹配，使得產(chǎn)品可以繼續(xù)下面的工藝。因?yàn)楸景l(fā)明的重點(diǎn)在于刻蝕深槽時(shí)，把槽的形貌刻成倒斜的形狀(角度小于或等于89度)，所以在爐管里長(zhǎng)氧化膜后的應(yīng)力就可以抵消一部分。因此，本發(fā)明通過改變刻蝕槽的形貌后，元包之間的二氧化硅絕緣膜在爐管里成長(zhǎng)后，改變了應(yīng)力的方向，測(cè)量后曲率半徑和進(jìn)爐管長(zhǎng)膜前的曲率半徑基本一致，解決了元包之間厚度大于2微米絕緣層的可行辦法。另外，由于形成了比較厚的場(chǎng)氧絕緣膜，因此，可以改善RF LDMOS工作頻率。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是普通的RFLDM0S結(jié)構(gòu)的成長(zhǎng)外延示意圖；圖2是光刻膠定義深槽區(qū)的設(shè)計(jì)示意圖；圖3是光刻膠曝光后，定義要刻蝕槽的位置示意圖；圖4是刻蝕出倒斜形貌的槽的示意圖；圖5是經(jīng)高溫爐管長(zhǎng)二氧化硅后的示意圖；圖6是形成厚的場(chǎng)氧絕緣膜的實(shí)際硅片圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟(I)在需要長(zhǎng)絕緣介質(zhì)膜的地方，先刻蝕槽，具體步驟包括A、在硅片二氧化硅的表面涂覆厚度大于0. 5微米的光刻膠，定義所需要刻蝕的槽，如圖2所示；B、光刻膠曝光后，在硅片外延部分定義所要刻蝕的槽的位置，如圖3所示；C、通過常規(guī)的干法等離子體刻蝕，得到倒斜狀(角度小于或等于89度角)的槽，其中，槽的寬度為0. 2 I微米，深度為I 20微米，結(jié)果如圖4所示；(2)在槽內(nèi)，根據(jù)不同的槽寬，進(jìn)行爐管氧化，氧化的溫度為850 1250°C，氧化的時(shí)間大于30分鐘，氧化的厚度在0. 4微米 2微米之間；(3)氧化后，以濕氧的方式在爐管里成長(zhǎng)填孔性較好的絕緣膜二氧化硅；(4)化學(xué)機(jī)械研磨，把表面的凸起磨平，結(jié)果如圖5所示；(5)再把有源區(qū)的絕緣膜經(jīng)化學(xué)藥液以常規(guī)的干法等離子體刻蝕后，只留下厚度大于2微米的場(chǎng)氧絕緣膜。按照上述步驟最后得到的實(shí)際硅片，經(jīng)曲率半徑測(cè)試儀測(cè)試后，結(jié)果如圖6所示，從該圖中可以明顯看出，元包之間形成了厚度大于2微米的場(chǎng)氧絕緣膜。另外，測(cè)量進(jìn)爐管長(zhǎng)膜前的硅片曲率半徑和在爐管里成長(zhǎng)后的硅片曲率半徑，結(jié)果如表I所示，從該表中，可明顯看出，進(jìn)爐管長(zhǎng)膜前的曲率半徑和在爐管里成長(zhǎng)后的曲率半徑基本一致，因此，本發(fā)明可以解決元包之間厚度大于2微米絕緣層的問題，而通過形成厚的場(chǎng)氧絕緣膜，可以改善RF LDMOS工作頻率。表I不同工藝的曲率半徑比較表
權(quán)利要求
1.一種厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟 (1)在需要長(zhǎng)絕緣介質(zhì)膜的地方，先刻蝕槽； (2)在槽內(nèi)，根據(jù)不同的槽寬，進(jìn)行爐管氧化； (3)氧化后，成長(zhǎng)填孔性較好的絕緣膜； (4)化學(xué)機(jī)械研磨，把表面的凸起磨平； (5)再把有源區(qū)的絕緣膜刻蝕掉，只留下厚的場(chǎng)氧絕緣膜。
2.如權(quán)利要求I所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(I)中，槽的寬度為0. 2 I微米，深度為I 20微米，槽的形貌為倒斜狀，角度小于或等于89度角。
3.如權(quán)利要求2所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述角度為88度角。
4.如權(quán)利要求I所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(I)中，刻蝕槽的方法包括 A、在硅片二氧化硅的表面涂覆光刻膠，定義所需要刻蝕的槽； B、光刻膠曝光后，在硅片外延部分定義所要刻蝕的槽的位置； C、通過干法等離子體刻蝕，得到所需要的槽。
5.如權(quán)利要求4所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述A中的光刻膠的厚度大于0.5微米。
6.如權(quán)利要求I所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(2)中，氧化的厚度在0. 4微米 2微米之間； 氧化的溫度為850 1250°C，氧化的時(shí)間大于30分鐘。
7.如權(quán)利要求I所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(3)中，以濕氧的方式在爐管里成長(zhǎng)填孔性較好的絕緣膜。
8.如權(quán)利要求7所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述絕緣膜為爐管成長(zhǎng)的比較致密的絕緣膜或亞常壓化學(xué)氣相成膜。
9.如權(quán)利要求I所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(5)中，絕緣膜刻蝕方法為干法等離子體刻蝕。
10.如權(quán)利要求I所述的厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(5)中，場(chǎng)氧絕緣膜的厚度大于2微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種厚絕緣膜的工藝實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟(1)在需要長(zhǎng)絕緣介質(zhì)膜的地方，先刻蝕槽；(2)在槽內(nèi)，根據(jù)不同的槽寬，進(jìn)行爐管氧化；(3)氧化后，成長(zhǎng)填孔性較好的絕緣膜；(4)化學(xué)機(jī)械研磨，把表面的凸起磨平；(5)再把有源區(qū)的絕緣膜刻蝕掉，只留下厚的場(chǎng)氧絕緣膜。本發(fā)明通過改變刻蝕槽的形貌后，元包之間的二氧化硅絕緣膜在爐管里成長(zhǎng)后，改變了應(yīng)力的方向，測(cè)量后曲率半徑和進(jìn)爐管長(zhǎng)膜前的曲率半徑基本一致，解決了元包之間厚度大于2微米絕緣層的可行辦法。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102655093SQ20111004940
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者孫勤, 王海軍 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司