[发明专利]浅沟槽隔离结构的制造方法无效

申请号：	200910045822.0	申请日：	2009-01-23
公开（公告）号：	CN101789389A	公开（公告）日：	2010-07-28
发明（设计）人：	刘焕新	申请（专利权）人：	中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
主分类号：	H01L21/762	分类号：	H01L21/762;H01L21/31
代理公司：	北京德琦知识产权代理有限公司 11018	代理人：	王一斌;王琦
地址：	201203 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	沟槽隔离结构制造方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及半导体元器件的制造技术，尤其是指一种浅沟槽隔离结构的制造方法。

背景技术

随着半导体技术的飞速发展，半导体元器件的特征尺寸(CD)越来越小，半导体衬底的单位面积上有源器件的密度越来越高，各有源器件之间的距离也越来越小，从而使得各个器件之间的绝缘隔离保护也变得更加重要。在现有的半导体制造工艺进入深亚微米技术节点之后，0.13μm以下的元器件的有源区(AA，Active Area)之间的隔离槽已大多采用了浅沟槽隔离(STI，Shallow TrenchIso1ation)技术来制作。

图1为现有技术中形成浅沟槽隔离结构的示意图。如图1(a)所示，首先在半导体衬底100上依次分别形成垫氧化层(Pad Oxide)102、阻挡层104和光刻胶层106，其中，所述垫氧化层102的材料为二氧化硅(SiO₂)，所述阻挡层104的材料为氮化硅；然后通过曝光显影工艺，定义浅沟槽图形，并以光刻胶层106为掩膜，用干法刻蚀法刻蚀阻挡层104、垫氧化层102和半导体衬底100，从而形成浅沟槽110。接着，如图1(b)所示，通过灰化处理过程去除光刻胶层106，然后再用湿法刻蚀法去除残留的光刻胶层106，并通过湿法刻蚀法对阻挡层104和垫氧化层102进行回蚀(pull back)，以增大浅沟槽110上方的宽度，从而便于后续的高密度等离子(HDP)或高深宽比工艺(HARP，HighAspect Ratio Process)的浅沟槽填充，同时也便于在浅沟槽110上方形成圆角。

其中，所述回蚀所采用的溶液为氢氟酸(HF)和磷酸(H₃PO₄)，即使用磷酸刻蚀阻挡层104，而使用氢氟酸刻蚀垫氧化层102。然后，如图1(c)所示，用热氧化法在浅沟槽110的底部与侧壁形成衬氧化层(Liner Oxide)108，所述衬氧化层108的材料一般为二氧化硅；通过用高密度等离子体化学气相沉积法(HDPCVD)或HARP在阻挡层104上形成绝缘层112，且所述绝缘层112将所述浅沟槽110填充满，所述绝缘层112的材料为二氧化硅。最后，如图1(d)所示，对绝缘层112进行平坦化处理，例如，采用化学机械抛光工艺(CMP)清除阻挡层104上的绝缘层112；去除阻挡层104和垫氧化层102，最终形成由浅沟槽内的衬氧化层108及绝缘层112所构成的浅沟槽隔离结构。其中，去除阻挡层104和垫氧化层102的工艺一般采用湿法刻蚀。

在上述的现有技术中，由于在使用磷酸对阻挡层104和垫氧化层102进行回蚀时，磷酸溶液将对上述已形成的浅沟槽的内壁产生腐蚀作用，使得所述浅沟槽的内壁上出现凹凸不平的现象，从而对半导体元器件的漏电性能造成比较不利的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，从而使得所形成的浅沟槽的内壁比较平整、均匀。

为达到上述目的，本发明中的技术方案是这样实现的：

一种浅沟槽隔离结构的制造方法，该方法包括：

在半导体衬底上依次形成垫氧化层和阻挡层，在半导体衬底内形成浅沟槽；

对垫氧化层进行回蚀；

在浅沟槽的侧壁上形成衬氧化层；

对阻挡层进行回蚀；

向浅沟槽内填充绝缘层，去除阻挡层和垫氧化层，形成浅沟槽隔离结构。

所述对垫氧化层进行回蚀包括：使用稀的氢氟酸溶液对所述垫氧化层进行回蚀。

所述稀的氢氟酸溶液的浓度为200～300∶1。