FR2792113A1 - Production method of integrated circuit involves shallow trench isolation adjacent to active zone of insulated-gate transistor - Google Patents
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Abstract
Description
I Procédé de réalisation d'un circuit intégré comportant une tranchéeI Method for producing an integrated circuit comprising a trench
d'isolation latérale accolée à une zone active d'un lateral insulation attached to an active area of a
transistor, et circuit intégré correspondant. transistor, and corresponding integrated circuit.
L'invention concerne la fabrication des circuits intégrés, et plus particulièrement la réalisation des tranchées d'isolation latérales accolées à une zone active d'un transistor afin de réduire l'effet parasite de The invention relates to the manufacture of integrated circuits, and more particularly to the production of lateral isolation trenches attached to an active area of a transistor in order to reduce the parasitic effect of
coin d'un tel transistor.corner of such a transistor.
Actuellement, la réalisation d'un transistor à effet de champ à grille isolée (transistor MOS) dont la zone active est accolée à une tranchée d'isolation latérale (Shallow Trench Isolation en langue anglaise) conduit à l'obtention d'une dépression ou cavité locale, située au bord de la zone active, entre celle-ci et le matériau isolant (oxyde) de la tranchée. Cette cavité a pour conséquence la présence de polysilicium (matériau formant la grille du transistor) autour du coin arrondi de la zone active, ce qui se traduit par la présence d'un transistor parasite au coin de la zone active. Et, cet effet de coin parasite, se traduit par une tension de seuil du transistor globalement réalisé, inhomogène dans toute la zone active car plus élevée au centre de celle-ci qu'au bord. Ceci provoque donc Currently, the production of an insulated gate field effect transistor (MOS transistor) whose active area is attached to a lateral isolation trench (Shallow Trench Isolation in English) leads to the production of a vacuum or local cavity, located at the edge of the active area, between this and the insulating material (oxide) of the trench. This cavity results in the presence of polysilicon (material forming the gate of the transistor) around the rounded corner of the active area, which results in the presence of a parasitic transistor at the corner of the active area. And, this parasitic wedge effect, results in a threshold voltage of the globally produced transistor, inhomogeneous in all the active zone because higher in the center of this one than at the edge. This therefore causes
une augmentation des courants de fuite du transistor global. an increase in the leakage currents of the global transistor.
L'invention vise à apporter une solution à ce problème. The invention aims to provide a solution to this problem.
Un but de l'invention est de minimiser voire de supprimer totalement l'effet de coin parasite résultant de la réalisation d'une An object of the invention is to minimize or even completely eliminate the parasitic wedge effect resulting from the production of a
tranchée d'isolation latérale accolée à une zone active d'un transistor. lateral isolation trench attached to an active area of a transistor.
L'invention propose donc, d'une façon générale, un procédé de réalisation d'un circuit intégré comportant une tranchée d'isolation latérale accolée à une zone active d'un transistor. La réalisation de la tranchée comprend la formation sur le substrat d'un empilement de couches comportant une couche dite couche d'arrêt (de par notamment sa fonction d'arrêt lors d'un polissage mécanochimique ultérieur). Cette couche d'arrêt est par exemple formée de nitrure de silicium. Le procédé comprend également une phase de formation d'un bloc de matériau isolant (typiquement constitué d'un ou plusieurs oxydes) dans la tranchée, cette phase de formation comportant une gravure dudit empilement, une gravure de la tranchée et un remplissage de la tranchée par un matériau The invention therefore generally proposes a method of producing an integrated circuit comprising a lateral isolation trench attached to an active area of a transistor. The realization of the trench comprises the formation on the substrate of a stack of layers comprising a layer called stop layer (by in particular its stop function during a subsequent mechanochemical polishing). This barrier layer is for example formed of silicon nitride. The method also includes a phase of forming a block of insulating material (typically consisting of one or more oxides) in the trench, this formation phase comprising an etching of said stack, an etching of the trench and a filling of the trench by material
isolant (typiquement constitué d'un ou plusieurs oxydes). insulator (typically made up of one or more oxides).
Le procédé comprend encore une phase de finition comportant, préalablement à la formation d'un oxyde de grille sur la zone active du transistor, des étapes de desoxydation superficielles réduisant la taille du The method also includes a finishing phase comprising, prior to the formation of a gate oxide on the active area of the transistor, superficial deoxidation steps reducing the size of the
bloc de matériau isolant formé dans la tranchée. block of insulating material formed in the trench.
Selon une caractéristique générale de l'invention, la gravure dudit empilement comporte également une gravure latérale de la couche d'arrêt par rapport au pourtour de l'ouverture de ladite tranchée sur une According to a general characteristic of the invention, the etching of said stack also includes a lateral etching of the barrier layer relative to the periphery of the opening of said trench on a
distance latérale de gravure.lateral engraving distance.
Cette distance est choisie compte tenu de la taille de ladite réduction de taille opérée dans la phase de finition, de façon à obtenir dans ladite tranchée, après formation de l'oxyde de grille, un bloc de matériau isolant dont le profil est dépourvu de dépression par rapport au niveau de l'oxyde de grille, ou bien présente par rapport à ce niveau, une dépression This distance is chosen taking into account the size of said reduction in size effected in the finishing phase, so as to obtain in said trench, after formation of the gate oxide, a block of insulating material whose profile is devoid of depression relative to the level of the gate oxide, or else present relative to this level, a depression
localisée dont la profondeur est inférieure à 10 nanomètres (100 ). located with a depth of less than 10 nanometers (100).
Les étapes de désoxydation superficielle faisant partie de la phase de finition, sont des étapes classiques bien connues de l'homme du métier et dont les caractéristiques sont parfaitement connues et The surface deoxidation steps forming part of the finishing phase are conventional steps well known to those skilled in the art and whose characteristics are perfectly known and
prédéterminées dans le procédé complet de réalisation du circuit intégré. predetermined in the complete process for producing the integrated circuit.
L'homme du métier saura donc sans difficulté choisir la distance de gravure latérale de la couche de masquage, de façon à obtenir en final le Those skilled in the art will therefore be able to choose the lateral etching distance of the masking layer without difficulty, so as to ultimately obtain the
profil recherché.required profile.
La minimisation de la profondeur de la cavité locale présente au coin de la zone active, voire la suppression totale de cette cavité, permet donc de minimiser, voire de supprimer complètement l'effet de coin parasite. Par ailleurs, la suppression de toute dépression locale peut s'accompagner d'un débordement du bloc de matériau isolant de la tranchée au-dessus de la zone active. Cependant, il est préférable, afin d'optimiser encore les performances du transistor globales, que ce bloc de matériau isolant de la tranchée ne s'étende pas trop au-dessus de la zone active. Aussi, selon un mode préférentiel de mise en oeuvre de l'invention, la distance de la gravure latérale est choisie compte tenu de ladite réduction de taille opérée dans la phase de finition, de façon à obtenir dans ladite tranchée, après formation de l'oxyde de grille, un bloc de matériau isolant dont le profil ne déborde pas sur la zone active ou déborde sur la zone active d'une distance de débordement inférieure à 15 The minimization of the depth of the local cavity present at the corner of the active area, or even the total elimination of this cavity, therefore makes it possible to minimize or even completely eliminate the parasitic wedge effect. Furthermore, the elimination of any local depression may be accompanied by an overflow of the block of insulating material from the trench above the active area. However, it is preferable, in order to further optimize the performance of the overall transistor, that this block of material insulating from the trench does not extend too much above the active zone. Also, according to a preferred embodiment of the invention, the distance of the lateral engraving is chosen taking into account said reduction in size effected in the finishing phase, so as to obtain in said trench, after formation of the gate oxide, a block of insulating material whose profile does not extend beyond the active area or extends beyond the active area with an overflow distance of less than 15
nanomètres (150 ).nanometers (150).
Même si l'homme du métier peut aisément ajuster la distance de la gravure latérale de façon à obtenir les effets selon l'invention recherchés, il a été observé qu'il était préférable que la distance de ladite gravure latérale soit au moins égale à 10 nanomètres. En effet, une distance de gravure latérale inférieure à 10 nanomètres n'apporterait pas d'amélioration significative quant à la diminution de l'effet parasite de coin, par rapport à l'art antérieur, et pourrait même conduire à l'obtention Even if a person skilled in the art can easily adjust the distance of the lateral engraving so as to obtain the desired effects according to the invention, it has been observed that it was preferable that the distance of said lateral engraving be at least equal to 10 nanometers. Indeed, a lateral etching distance of less than 10 nanometers would not bring any significant improvement as regards the reduction of the parasitic wedge effect, compared to the prior art, and could even lead to obtaining
de cavité locale de profondeur supérieure à 10 nanomètres. local cavity deeper than 10 nanometers.
De même, il a été observé que la distance de ladite gravure latérale devait être préférentiellement inférieure ou égale à 40 nanomètres, de façon à éviter d'obtenir en final un débordement trop Likewise, it has been observed that the distance of said lateral engraving should preferably be less than or equal to 40 nanometers, so as to avoid ultimately obtaining too much overflow.
important du matériau isolant de la tranchée sur la zone active. important insulating material of the trench on the active area.
Bien qu'il serait possible d'effectuer simultanément ou quasi simultanément la gravure verticale et la gravure latérale de la couche de nitrure (couche d'arrêt) en effectuant par exemple une gravure isotrope spécifique de cette couche de nitrure, ou en jouant légèrement sur les paramètres de la gravure, il est préférable actuellement d'effectuer la gravure latérale de la couche d'arrêt après la gravure de la tranchée et Although it would be possible to carry out simultaneously or almost simultaneously the vertical etching and the lateral etching of the nitride layer (stop layer) by carrying out for example an isotropic etching specific for this nitride layer, or by playing slightly on the etching parameters, it is currently preferable to perform the lateral etching of the barrier layer after the etching of the trench and
avant remplissage de cette dernière. before filling it.
Plus précisément, selon un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on dépose sur la couche d'arrêt, une couche supérieure en un matériau différent de celui de la couche d'arrêt (par exemple en oxyde TEOS). La gravure dudit empilement et de la tranchée comporte une gravure anisotrope en utilisant un masque de résine disposé sur la couche supérieure de l'empilement et dont l'ouverture correspond à l'ouverture de la tranchée. Et on grave latéralement les flancs de la couche d'arrêt préalablement gravée, de façon isotrope, en utilisant ladite couche More specifically, according to an embodiment of the method according to the invention, an upper layer made of a material different from that of the stop layer (for example TEOS oxide) is deposited on the barrier layer. The etching of said stack and of the trench comprises anisotropic etching using a resin mask placed on the upper layer of the stack and the opening of which corresponds to the opening of the trench. And the sides of the previously etched stop layer are etched laterally, isotropically, using said layer
supérieure (en oxyde TEOS) préalablement gravée comme masque (dur). upper (in TEOS oxide) previously engraved as a mask (hard).
Par ailleurs, il est préférable de retirer ladite couche supérieure, ayant servi de masque pour la gravure latérale, avant remplissage de la tranchée par le matériau isolant. En effet, ceci permet d'éviter un mauvais remplissage local se caractérisant par des poches exemptes de matériau isolant ("voids" en langue anglaise), dépendant des méthodes de Furthermore, it is preferable to remove said upper layer, having served as a mask for lateral etching, before filling the trench with the insulating material. Indeed, this makes it possible to avoid a bad local filling characterized by pockets free of insulating material ("voids" in English), depending on the methods of
remplissage utilisées.filling used.
L'invention a également pour objet un circuit intégré, comprenant une tranchée d'isolation latérale accolée à une zone active The invention also relates to an integrated circuit, comprising a lateral isolation trench adjoining an active area
d'un transistor recouverte d'un oxyde de grille. of a transistor covered with a gate oxide.
Selon une caractéristique générale de l'invention, ladite tranchée comporte un bloc de matériau isolant dont le profil est dépourvu de dépression par rapport au niveau de l'oxyde de grille, ou présente par rapport à cedit niveau une dépression localisée dont la profondeur est According to a general characteristic of the invention, said trench comprises a block of insulating material whose profile is devoid of depression relative to the level of the gate oxide, or has relative to said level a localized depression whose depth is
inférieure à 10 nanomètres.less than 10 nanometers.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le profil du bloc de matériau isolant ne déborde pas sur la zone active ou déborde sur la zone According to one embodiment of the invention, the profile of the block of insulating material does not overlap the active area or overlap the area
active d'une distance de débordement inférieure à 15 nanomètres. active with an overflow distance of less than 15 nanometers.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention Other characteristics and advantages of the invention
apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en will appear on examination of the detailed description of methods of implementation
oeuvre et de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre très schématiquement une portion d'un circuit intégré selon l'art antérieur, présentant un effet de coin parasite; - les figures 2 à 10 illustrent très schématiquement différentes étapes d'un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention; et - la figure 11 illustre très schématiquement une portion d'un circuit intégré selon l'invention, ayant abouti à une minimisation voire à work and realization, in no way limitative, and attached drawings, in which: - Figure 1 very schematically illustrates a portion of an integrated circuit according to the prior art, having a parasitic wedge effect; - Figures 2 to 10 illustrate very schematically different steps of an embodiment of the method according to the invention; and FIG. 11 very schematically illustrates a portion of an integrated circuit according to the invention, having resulted in minimization or even
une suppression de l'effet de coin.a removal of the corner effect.
Sur la figure 1, la référence ZA désigne la zone active d'un transistor à effet de champ à grille isolée (transistor MOS) recouverte d'un oxyde de grille OXG disposé sous une couche de polysilicium PLS In FIG. 1, the reference ZA designates the active area of an insulated gate field effect transistor (MOS transistor) covered with an OXG gate oxide disposed under a layer of PLS polysilicon
destinée à former la grille du transistor. intended to form the gate of the transistor.
La zone active ZA est séparée du reste du circuit intégré par une The active zone ZA is separated from the rest of the integrated circuit by a
tranchée d'isolation latérale remplie d'un matériau isolant MI. lateral insulation trench filled with MI insulating material.
Comme on peut le voir sur la figure 1, le profil P du bloc de matériau isolant MI présente localement une dépression DPR par rapport au niveau de l'oxyde de grille OXG. De ce fait, du polysilicium vient entourer le coin arrondi de la zone active ZA créant ainsi, lors du fonctionnement du transistor, un transistor parasite de coin. La tension de seuil de ce transistor de coin est inférieure à la tension de seuil mesurée au centre de la zone active et le courant de fuite (Ioff) du transistor global As can be seen in FIG. 1, the profile P of the block of insulating material MI locally exhibits a depression DPR with respect to the level of the gate oxide OXG. Therefore, polysilicon surrounds the rounded corner of the active area ZA thus creating, during the operation of the transistor, a stray corner transistor. The threshold voltage of this corner transistor is lower than the threshold voltage measured in the center of the active area and the leakage current (Ioff) of the overall transistor
s'en trouve augmenté.is increased.
L'invention vise à minimiser voire à supprimer un tel effet de coin parasite, en proposant le procédé selon l'invention dont un mode de mise en oeuvre va maintenant être décrit en se référant plus The invention aims to minimize or even eliminate such a parasitic wedge effect, by proposing the method according to the invention, an embodiment of which will now be described with more reference
particulièrement aux figures 2 à 1 l. particularly in Figures 2 to 1 l.
Sur la figure 2, la référence 1 désigne un substrat, par exemple en silicium de type P. ayant typiquement une épaisseur de l'ordre de 3 microns. On forme sur la surface supérieure du substrat 1 une couche sacrificielle d'oxyde ou couche tampon 2, typiquement par croissance de dioxyde de silicium. L'épaisseur d'une telle couche, communément appelée par l'homme du métier "padox", est typiquement de l'ordre de 50 In FIG. 2, the reference 1 designates a substrate, for example made of P-type silicon, typically having a thickness of the order of 3 microns. A sacrificial oxide layer or buffer layer 2 is formed on the upper surface of the substrate 1, typically by growth of silicon dioxide. The thickness of such a layer, commonly called by a person skilled in the art "padox", is typically of the order of 50
à 200 À.to 200 a.
On dépose ensuite, sur la couche tampon 2, une couche 3, que l'on dénomme ici "couche d'arrêt" en raison de sa fonction ultérieure dont on reviendra plus en détail ci-après. Cette couche d'arrêt est typiquement obtenue par un dépôt chimique en phase vapeur (dépôt CVD) et est par exemple formée de nitrure de silicium Si3N4. L'épaisseur d'une telle couche est de l'ordre de 1000 À à 2000 A. On dépose ensuite sur la couche d'arrêt 3, une couche supérieure 4 formée dans l'exemple décrit d'oxyde tétraorthosilicate d'éthyle (TEOS Then deposited on the buffer layer 2, a layer 3, which is called here "stop layer" because of its subsequent function which will be discussed in more detail below. This barrier layer is typically obtained by chemical vapor deposition (CVD deposition) and is for example formed from silicon nitride Si3N4. The thickness of such a layer is of the order of 1000 A to 2000 A. Next, an upper layer 4 formed in the example described of ethyl tetraorthosilicate oxide (TEOS) is deposited on the stop layer 3.
en langue anglaise) et ayant par exemple une épaisseur de l'ordre de 200 . in English) and having for example a thickness of the order of 200.
Comme on le verra plus en détail ci-après, cette couche supérieure servira de masque pour une gravure latérale de la couche d'arrêt en nitrure de silicium 3. Le dépôt de cette couche 4 est effectué de As will be seen in more detail below, this upper layer will serve as a mask for lateral etching of the stop layer made of silicon nitride 3. The deposition of this layer 4 is carried out
façon classique, par exemple par un dépôt CVD. conventional way, for example by CVD filing.
On dépose ensuite, de façon connue en soi, un bloc de résine 5 que l'on grave localement également de façon connue en soi, de façon à définir les caractéristiques du pourtour de l'ouverture de la future tranchée (l'ouverture 6 du bloc de résine correspond à l'ouverture de la tranchée). On effectue ensuite (figure 3) une série de gravures anisotropes Then, in a manner known per se, a block of resin 5 is deposited which is also locally etched in a manner known per se, so as to define the characteristics of the periphery of the opening of the future trench (the opening 6 of the resin block corresponds to the opening of the trench). We then carry out (Figure 3) a series of anisotropic engravings
sèches par plasma au sein d'un même équipement de gravure connu en soi. plasma dry in the same etching equipment known per se.
On grave donc successivement, en utilisant le masque de résine, la couche supérieure 4 puis la couche d'arrêt 3, puis la couche d'oxyde 2 et So etching successively, using the resin mask, the upper layer 4 then the stop layer 3, then the oxide layer 2 and
enfin la tranchée 7.finally the trench 7.
Bien entendu, les caractéristiques chimiques des gravures successives sont modifiées d'une façon connue en soi au fur et à mesure Of course, the chemical characteristics of successive engravings are modified in a manner known per se as and when
des couches gravées.etched layers.
On retire ensuite la résine de l'empilement illustré sur la figure 3. Celui-ci se compose donc de deux portions 40 de la couche supérieure 4 localement gravée, de deux portions 30 de la couche d'arrêt 3 localement The resin is then removed from the stack illustrated in FIG. 3. It therefore consists of two portions 40 of the upper layer 4 locally etched, of two portions 30 of the stop layer 3 locally
gravée et de deux portions 20 de la couche d'oxyde 2 localement gravée. etched and two portions 20 of the oxide layer 2 locally etched.
On procède ensuite (figure 4) à une gravure latérale des flancs de chaque portion 30 de la couche d'arrêt sur une distance latérale de gravure d. Cette gravure latérale est obtenue par exemple en effectuant une gravure humide isotrope dans un bain de H3PO4. Lors de cette gravure isotrope, les deux portions 40 de la couche supérieure 4 préalablement gravée, sont utilisées comme masque de gravure. Il convient de noter ici qu'on choisit le matériau de la couche supérieure 4, de façon à ce que la sélectivité de la gravure de la couche d'arrêt soit élevée par rapport au We then proceed (FIG. 4) to a lateral etching of the sides of each portion 30 of the barrier layer over a lateral etching distance d. This lateral etching is obtained for example by carrying out an isotropic wet etching in an H3PO4 bath. During this isotropic etching, the two portions 40 of the upper layer 4 previously etched are used as an etching mask. It should be noted here that the material of the upper layer 4 is chosen, so that the selectivity of the etching of the barrier layer is high compared to the
matériau composant la couche supérieure 4. material of the upper layer 4.
On obtient donc sur la figure 4 deux portions 31 de couche d'arrêt FIG. 4 therefore gives two portions 31 of barrier layer
latéralement gravée par rapport au pourtour de l'ouverture de la tranchée. laterally engraved with respect to the periphery of the opening of the trench.
La distance latérale de gravure d est de préférence au moins The lateral engraving distance d is preferably at least
égale à 100 et au plus égale à 400 A, par exemple égale à 250 À. equal to 100 and at most equal to 400 A, for example equal to 250 A.
A titre indicatif, la largeur de l'ouverture de la tranchée est de As an indication, the width of the opening of the trench is
l'ordre de 0,4 micron pour une technologie de 0,18 micron. around 0.4 micron for 0.18 micron technology.
On procède ensuite à un nettoyage des parois de la tranchée ainsi qu'à une désoxydation dans un bain d'acide fluorhydrique de façon à consommer un partie de l'oxyde 20 afin, comme on le verra plus en détail ci- après, d'améliorer l'arrondi des coins de la zone active pour minimiser encore l'effet parasite de coin. Cette étape de désoxydation permet également simultanément, sans adjonction d'une autre étape particulière, de retirer la couche de masque dur 40. Il convient de noter ici que l'étape de désoxydation conduit à un retrait d'une partie de l'oxyde 20 sous la couche de nitrure 31, comme illustré plus particulièrement sur la figure 5 par la One then proceeds to a cleaning of the walls of the trench as well as to a deoxidation in a hydrofluoric acid bath so as to consume part of the oxide 20 so as, as will be seen in more detail below, improve the rounding of the corners of the active area to further minimize the stray corner effect. This deoxidation step also makes it possible simultaneously, without the addition of another particular step, to remove the hard mask layer 40. It should be noted here that the deoxidation step leads to removal of part of the oxide 20 under the nitride layer 31, as illustrated more particularly in FIG. 5 by the
référence 21.reference 21.
On procède ensuite (figure 6) à une oxydation des parois de la tranchée, notamment en réalisant une croissance thermique de dioxyde de silicium 8. Cette étape d'oxydation a pour but non seulement de contrôler les états de surface des flancs de la tranchée, mais également d'arrondir les coins de la cavité comme expliqué ci-avant. En outre, l'homme du métier aura remarqué que la gravure latérale de la couche de nitrure selon l'invention permet une meilleure exposition des coins de la zone active et par conséquent améliore l'arrondi des coins durant cette étape We then proceed (FIG. 6) to an oxidation of the walls of the trench, in particular by carrying out thermal growth of silicon dioxide 8. The purpose of this oxidation step is not only to control the surface conditions of the sides of the trench, but also to round the corners of the cavity as explained above. In addition, those skilled in the art will have noticed that the lateral etching of the nitride layer according to the invention allows better exposure of the corners of the active area and therefore improves the rounding of the corners during this step.
1 5 d'oxydation.1 5 oxidation.
On procède ensuite (figure 7) au remplissage de la tranchée par un matériau isolant. Plus précisément, ce matériau isolant est composé ici tout d'abord de dioxyde de silicium 9 déposé de façon anisotropique par plasma haute densité dans une chambre à plasma, de façon connue en soi, sur une épaisseur typiquement de l'ordre de 4000 à 5500 A. Cet oxyde est We then proceed (Figure 7) to fill the trench with an insulating material. More specifically, this insulating material is composed here first of all of silicon dioxide 9 deposited anisotropically by high density plasma in a plasma chamber, in a manner known per se, over a thickness typically of the order of 4000 to 5500 A. This oxide is
moins dense que du dioxyde de silicium obtenu par croissance. less dense than silicon dioxide obtained by growth.
On dépose ensuite dans un four, par un dépôt conforme effectué de façon connue en soi, du tétraorthosilicate d'éthyle (TEOS), référencé , sur une épaisseur typiquement de l'ordre de 3000 A à 5000 A. Après un recuit de densification, on forme un bloc de résine 1 1 sur la surface supérieure du matériau isolant 10 et l'on effectue (figure 8) une gravure du matériau isolant en utilisant le bloc de résine comme masque. On obtient alors la configuration illustrée très schématiquement sur la figure 8, sur laquelle, après gravure, le bloc d'oxyde TEOS comporte Then deposited in an oven, by a conformal deposition carried out in a manner known per se, ethyl tetraorthosilicate (TEOS), referenced, over a thickness typically of the order of 3000 A to 5000 A. After densification annealing, a block of resin 1 1 is formed on the upper surface of the insulating material 10 and an etching of the insulating material is carried out (FIG. 8) using the block of resin as a mask. We then obtain the configuration illustrated very schematically in Figure 8, in which, after etching, the TEOS oxide block comprises
deux pointes 100 et 101.two points 100 and 101.
Il convient de noter ici qu'en raison de la gravure latérale de la couche d'arrêt (3, 30), on obtient une distance plus importante entre les deux portions restantes 31 de la couche d'arrêt, ce qui conduit, en raison du dépôt conforme de l'oxyde 10, à l'obtention d'un bloc d'oxyde global moins important, ce qui facilite le polissage mécano-chimique qui est effectué à l'étape suivante avec arrêt sur la couche de nitrure 31 de façon à obtenir la configuration illustrée sur la figure 9. Sur cette figure 9, la référence MI désigne le bloc de matériau isolant présent dans la tranchée It should be noted here that due to the lateral etching of the barrier layer (3, 30), a greater distance is obtained between the two remaining portions 31 of the barrier layer, which leads, due conformal deposition of the oxide 10, to obtain a smaller overall block of oxide, which facilitates the chemical mechanical polishing which is carried out in the next step with stopping on the nitride layer 31 so to obtain the configuration illustrated in FIG. 9. In this FIG. 9, the reference MI designates the block of insulating material present in the trench
après polissage mécano-chimique.after mechanical-chemical polishing.
Par ailleurs, le retrait de la couche 40 de TEOS lors de la desoxydation avant remplissage par le matériau isolant de la tranchée, Furthermore, the removal of the TEOS layer 40 during the deoxidation before filling with the insulating material of the trench,
permet un remplissage homogène sans cavités ("voids"). allows homogeneous filling without cavities ("voids").
Après retrait de la couche d'arrêt 31 par une gravure connue en soi, on obtient la configuration illustrée sur la figure 10. L'homme du métier remarque alors que le bloc de matériau isolant MI recouvre les coins des zones actives adjacentes, ce qui, comme on va le voir maintenant plus en détail, va contribuer en final à limiter, voire à supprimer, la After removal of the barrier layer 31 by an etching known per se, the configuration illustrated in FIG. 10 is obtained. Those skilled in the art then notice that the block of insulating material MI covers the corners of the adjacent active areas, which , as we will now see in more detail, will ultimately help to limit, even eliminate, the
dépression locale à l'origine de l'effet de coin parasite. local depression causing the parasitic wedge effect.
Plus précisément, après l'étape de retrait de la couche de nitrure, il est habituel d'effectuer des phases de désoxydation et d'oxydation que More precisely, after the step of removing the nitride layer, it is usual to carry out deoxidation and oxidation phases that
l'on va maintenant décrire plus en détail. we will now describe in more detail.
A partir de la configuration illustrée sur la figure 10, on procède à une première désoxydation conduisant au retrait de la couche d'oxyde 21 (padox). Puis, on procède à une oxydation du bloc semi- conducteur conduisant à la formation, notamment sur les zones actives, d'une couche d'oxyde sacrificielle d'une épaisseur typiquement de 100 A (communément désignée par l'homme du métier sous la dénomination From the configuration illustrated in FIG. 10, a first deoxidation is carried out leading to the withdrawal of the oxide layer 21 (padox). Then, an oxidation of the semiconductor block is carried out leading to the formation, in particular on the active areas, of a layer of sacrificial oxide with a thickness typically of 100 A (commonly designated by a person skilled in the art under the denomination
"Sacox"). Cette oxydation précède les diverses implantations de dopants. "Sacox"). This oxidation precedes the various implantations of dopants.
On procède ensuite à une deuxième désoxydation pour retirer cette couche d'oxyde sacrificielle avant de former sur les zones actives la couche A second deoxidation is then carried out to remove this sacrificial oxide layer before forming the layer on the active areas.
d'oxyde de grille ayant typiquement une épaisseur de l'ordre de 35 À. gate oxide typically having a thickness of the order of 35 Å.
On obtient alors la configuration illustrée très schématiquement We then obtain the configuration illustrated very schematically
sur la figure 11.in Figure 11.
Sur cette figure 1l 1, la référence OXG désigne l'oxyde de grille et la référence MI désigne le bloc de matériau isolant présent dans la tranchée après cette phase de finition. Les étapes de désoxydation ayant eu lieu pendant cette phase de finition, ont consommé une partie du bloc isolant MI illustrée sur la figure 10, conduisant alors à l'obtention sur les flancs du bloc MI d'un profil P. Sur cette figure 1l 1, on remarque que le profil P ne présente pas de dépression, c'est-à-dire de cavité, s'étendant sous le niveau NV de l'oxyde de grille (illustré en tiretés sur la figure 11). Le matériau isolant du bloc émis ne déborde également pas sur la zone active. De ce fait, le dépôt de polysilicium formant le matériau de grille ne conduira pas à l'obtention de polysilicium autour du coin arrondi de la zone active, ce qui supprime In this FIG. 11, the reference OXG designates the gate oxide and the reference MI designates the block of insulating material present in the trench after this finishing phase. The deoxidation steps having taken place during this finishing phase, have consumed part of the insulating block MI illustrated in FIG. 10, then leading to the obtaining on the flanks of the block MI of a profile P. In this figure 11 1 , it is noted that the profile P does not exhibit any depression, that is to say cavity, extending below the level NV of the gate oxide (illustrated in dashed lines in FIG. 11). The insulating material of the emitted block also does not overflow on the active area. Therefore, the deposition of polysilicon forming the grid material will not lead to the production of polysilicon around the rounded corner of the active area, which removes
l'effet de coin parasite.the parasitic corner effect.
D'une façon générale, la distance de gravure latérale d (figure 4) est ajustée compte tenu des consommations d'oxyde dans les désoxydations du padox et du sacox effectuées dans la phase de finition, pour obtenir la configuration illustrée sur la figure 11. Il est également possible, de tolérer en fin de phase de finition, que le profil P présente une légère dépression localisée au niveau du coin de la zone active, dont la profondeur par rapport au niveau NV de l'oxyde de grille n'excède pas 100 In general, the lateral etching distance d (FIG. 4) is adjusted taking into account the consumption of oxide in the deoxidation of the padox and the sacox carried out in the finishing phase, to obtain the configuration illustrated in FIG. 11. It is also possible, to tolerate at the end of the finishing phase, that the profile P has a slight depression localized at the corner of the active zone, the depth relative to the level NV of the gate oxide does not exceed 100
. .
De même, il est possible de tolérer à l'issue de la phase de finition, que le profil P du bloc de matériau isolant MI déborde légèrement sur la zone active ZA, tout en n'excédant pas de préférence une distance de débordement de 15 nanomètres, afin de ne pas trop détériorer les autres Similarly, it is possible to tolerate at the end of the finishing phase, that the profile P of the block of insulating material MI slightly protrudes over the active area ZA, while preferably not exceeding an overflow distance of 15 nanometers, so as not to damage the others too much
performances du transistor.transistor performance.
OO
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