[发明专利]浅沟槽隔离区形成方法及介质层形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种浅沟槽隔离区形成方法及介质层形成方法。

背景技术

随着集成电路集成度的增加，用以隔离半导体器件中有源区的隔离区的尺寸必须不断地缩小。传统工艺中用于隔离有源区的区域氧化法(LOCOS)由于在有源区边缘的氧化造成场氧化层边缘具有一鸟嘴(Bird’sbeak)的形状，而使得在半导体器件中有源区之间有效的隔离长度受到限制。由于可避免上述区域氧化法的缺点，浅沟槽隔离(Shallow Trenchlsolation，STI)工艺近年来被广泛应用于半导体器件中有源区之间的隔离。

为保证STI的填充效果，通常应用具有同步沉积-刻蚀能力的高密度等离子体化学气相淀积(HDPCVD)工艺进行STI氧化物填充。如2006年8月16日公开的公开号为“CN 1819123A”的中国专利申请中提供的一种用于改进间隙填充应用的高产能HDP-CVD处理方法中所涉及的，为获得良好的间隙填充能力，通常采用多级沉积-刻蚀相结合的方法填充间隙，即，采用沉积-刻蚀-沉积-刻蚀-......-沉积-刻蚀-沉积(deposition-etch-deposition-etch-......-deposition-etch-deposition，DEP)的方法填充间隙。

实践中，如图1所示，在半导体基底10上形成所述浅沟槽12后，经历每一级沉积-刻蚀过程均会形成具有一定厚度的隔离分层20，如图2所示，应用多级沉积-刻蚀相结合的方法形成的浅沟槽隔离层30包含至少两层所述隔离分层20，各所述隔离分层20间顺序形成，应紧密相接，共同形成均匀、致密的浅沟槽隔离层30。

然而，实际生产发现，如图3所示，应用多级沉积-刻蚀相结合的方法形成的各所述隔离分层20间具有夹层缺陷40，所述夹层缺陷40将影响器件的电学性能及可靠性。如何减少所述夹层缺陷的产生成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种浅沟槽隔离区形成方法，可减少所述浅沟槽隔离区内夹层缺陷的产生；本发明提供了一种介质层形成方法，可减少所述介质层内夹层缺陷的产生。

本发明提供的一种浅沟槽隔离区形成方法，包括：

在所述半导体基底上形成浅沟槽；

以沉积-刻蚀-沉积工艺沉积隔离分层，所述隔离分层覆盖所述浅沟槽；

对沉积所述隔离分层后的半导体基底执行等离子体修复操作；

重复执行沉积隔离分层的操作及其后的等离子体修复操作，以形成填充所述浅沟槽的隔离层。

可选地，所述沉积-刻蚀-沉积工艺利用高密度等离子体化学气相淀积工艺进行；可选地，执行等离子体修复操作时应用的修复气体包含氢气、氮气、氧气或氩气；可选地，所述修复气体的流量范围为100～500sccm；可选地，所述等离子体修复操作所需等离子体解离功率范围为1000～5000瓦；可选地，所述等离子体修复操作所需等离子体溅蚀功率范围为500～3000瓦。

本发明提供的一种介质层形成方法，包括：

提供半导体基底；

以沉积-刻蚀-沉积工艺沉积介质层分层，所述介质层分层覆盖所述半导体基底；

对沉积所述介质层分层后的半导体基底执行等离子体修复操作；

重复执行沉积介质层分层的操作及其后的等离子体修复操作，以形成所述介质层。

可选地，所述沉积-刻蚀-沉积工艺利用高密度等离子体化学气相淀积工艺进行；可选地，执行等离子体修复操作时应用的修复气体包含氢气、氮气、氧气或氩气；可选地，所述修复气体的流量范围为100～500sccm；可选地，所述等离子体修复操作所需等离子体解离功率范围为1000～5000瓦；可选地，所述等离子体修复操作所需等离子体溅蚀功率范围为500～3000瓦。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的浅沟槽隔离区形成方法，通过在每一级沉积-刻蚀操作后增加等离子体修复步骤，以去除经由任一级沉积-刻蚀操作形成的部分隔离层的表层，而形成隔离分层；继而，减少形成于部分隔离层表面经历刻蚀操作后形成的副产物；进而，减少与后续形成的隔离分层间所述夹层缺陷的产生；

上述技术方案提供的浅沟槽隔离区形成方法的可选方式，通过选择氮气或氢气作为等离子修复气体，利用其可与上述位于部分隔离层表面的副产物发生化学反应生成可挥发性物质的性质，可应用化学作用去除经由任一级沉积-刻蚀操作形成的部分隔离层的表层；