[发明专利]浅沟槽隔离结构的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的制造方法。

背景技术

随着半导体制造工艺向小线宽的工艺节点发展，半导体器件间的隔离工艺也已由早期的局部氧化(Local Oxidation of Silicon，LOCOS)工艺发展到浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)工艺。由于浅沟槽隔离工艺直接影响到半导体衬底上的半导体器件之间的漏电流以及其它电学性能，因而业界总是通过各种方法来提高浅沟槽隔离结构的性能。

具体请参考图1A至图1F，其为现有的浅沟槽隔离结构的制造方法的各步骤相应结构的剖面示意图。

如图1A所示，首先，提供半导体衬底100，并在所述半导体衬底100上形成硬掩膜层110和图形化光阻层120。

如图1B所示，接着，刻蚀所述图形化光阻层120底部的硬掩膜层110，以形成开口111，所述开口暴露所述半导体衬底100的表面。

如图1C所示，然后，刻蚀所述开口111暴露的半导体衬底100，以在所述半导体衬底100中形成沟槽112。

如图1D所示，随后，在所述沟槽112的底部和侧壁形成垫氧化层130，所述垫氧化层130的材质为氧化硅，所述垫氧化层130通常利用原位蒸汽生成工艺(ISSG)、快速热氧化工艺(RTO)或炉管热氧化的方式形成。

如图1E所示，其后，在所述沟槽112和开口111中填充绝缘材料140。

如图1F所示，最后，利用化学机械研磨工艺去除多余的绝缘材料，并通过湿法清洗的方式去除半导体衬底100上的硬掩膜层110，以形成浅沟槽隔离结构。

然而，在实际生产中发现，在湿法清洗以及后续的湿法刻蚀工艺中，经常会使用氢氟酸溶液，由于经过了较长时间的氢氟酸处理过程，所述浅沟槽隔离结构侧壁的垫氧化层130经常会被腐蚀，导致所述浅沟槽隔离结构形貌受到影响，在所述浅沟槽隔离结构的顶角处出现如图1F中虚线所示的边沟缺陷(divot defect)，影响半导体器件的电学性能。

发明内容

本发明提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，以解决现有的浅沟槽隔离结构在进行湿法腐蚀工艺中，在浅沟槽隔离结构边缘易出现边沟缺陷的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，包括：提供具有沟槽的半导体衬底；在所述沟槽的底部和侧壁形成氮氧化硅层；在所述沟槽中填充绝缘介质。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，在所述沟槽的底部和侧壁形成氮氧化硅层的步骤在炉管中进行。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，在所述沟槽的底部和侧壁形成氮氧化硅层的步骤中，所使用的反应气体为氧化亚氮、二氯硅烷以及氨气。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述氧化亚氮的流量为80～200sccm，所述二氯硅烷的流量为30～150sccm，所述氨气的流量为50～300sccm。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，在所述沟槽的底部和侧壁形成氮氧化硅层的步骤中，所采用的温度为600～1000℃。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，在所述沟槽的底部和侧壁形成氮氧化硅层的步骤中，所述炉管内的压力为50～300mTorr。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述氮氧化硅层的厚度

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，在所述沟槽的底部和侧壁形成氮氧化硅层的步骤之前，还包括：在所述沟槽的底部和侧壁形成氧化硅层。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，利用高密度等离子体化学气相沉积工艺在所述沟槽中填充绝缘介质。

可选的，在所述浅沟槽隔离结构的制造方法中，在所述沟槽中填充绝缘介质的步骤之后，还包括：利用化学机械研磨工艺平坦化所述半导体衬底的表面。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

所述浅沟槽隔离结构的制造方法在沟槽的底部和侧壁形成氮氧化硅层，所述氮氧化硅层的抗腐蚀性能较佳，即使在后续的湿法刻蚀工艺中使用氢氟酸溶液，所述氮氧化硅层也不会被腐蚀，从而防止在浅沟槽隔离结构的边缘区域出现边沟，避免所述浅沟槽隔离结构的边缘漏电，提高了半导体器件的性能。

附图说明

图1A至图1F为现有的浅沟槽隔离结构的制造方法的各步骤相应结构的剖面示意图；

图2为本发明实施例所提供的浅沟槽隔离结构的制造方法的流程图；

图3A至图3F为本发明实施例所提供的浅沟槽隔离结构的制造方法的各步骤相应结构的剖面示意图。