[发明专利]浅沟槽隔离结构的形成方法

说明书

一种浅沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内形成有沟槽；在所述半导体衬底表面形成具有流动性的前驱材料层，所述前驱材料层填充满所述沟槽；对所述前驱材料层进行微波处理或行H₂O等离子体处理，使所述前驱材料层转变成介质层。所述浅沟槽隔离结构的形成方法可以提高将前驱材料层转变成介质层的效率，提高介质层的隔离效果。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法。

背景技术

亚微米和更小特征尺寸是下一代超大规模集成电路和半导体器件的超大规模集成的关键技术之一。不断缩小尺寸对半导体的形成工艺提出了更高的要求，形成高质量的栅极图案和浅沟槽隔离（STI）区域是集成电路发展的关键。为了实现更高的电路密度，不仅半导体器件的特征尺寸被减小，器件之间的隔离结构的尺寸也会对应的缩小。

目前的隔离技术中包括浅沟槽隔离（STI）工艺。STI过程包括：首先在衬底中蚀刻形成具有一定宽度和深度的沟槽，然后在该沟槽内填充一层介质材料，然后平坦化所述介质材料，例如采用化学机械抛光（CMP）工艺。随着沟槽宽度的进一步减小，沟槽深宽比不断增大，在高深宽比的沟槽内填充介质材料时很容易在其中形成空洞，降低浅沟槽隔离结构的隔离效果。

流动性化学气相沉积工艺（FCVD）采用流动性化学气相沉积工艺在沟槽内填充具有流动性的前驱材料，然后将所述前驱材料固化处理形成介质材料。采用流动性化学气相沉积工艺可以避免在高深宽比的沟槽内填充介质材料时出现空洞，提高STI的隔离效果。

但是现有技术采用流动性化学气相沉积工艺（FCVD）形成浅沟槽隔离结构的工艺步骤中对所述前驱材料进行固化的效率较低，所述浅沟槽隔离结构中介质层的隔离性能还有待进一步的提高。

发明内容

本发明解决的问题是提高一种浅沟槽隔离结构的形成方法，进一步提高浅沟槽隔离结构的隔离效果。

为解决上述问题，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内形成有沟槽；在所述半导体衬底表面形成具有流动性的前驱材料层，所述前驱材料层填充满所述沟槽；对所述前驱材料层进行微波处理，使所述前驱材料层转变成介质层。

可选的，所述前驱材料层的材料中含有Si-H键、Si-N键或Si-N-H键，所述介质层的材料为SiO₂。

可选的，所述微波处理在H₂O蒸汽、O₃、H₂O液体或O₃的水溶液氛围下进行。

可选的，所述微波处理的时间为所述微波处理的微波功率为50W～1000W，微波处理的温度为50℃～500℃，微波处理的时间为60s～2h。

可选的，形成所述前驱材料层的方法为流动性化学气相沉积工艺。

可选的，所述流动性化学气相沉积工艺采用的反应前驱物至少包括硅烷、二硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、正硅酸乙酯、三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、三甲硅烷基胺、二甲硅烷基胺中的一种。

可选的，所述流动性化学气相沉积工艺在H₂和N₂混合气体、N₂、NH₃、NH₄OH、N₂H₄、NO、N₂O、NO₂、O₃、O₂、H₂O₂中的一种或几种气体氛围下进行。

可选的，还包括：所述对前驱材料层进行微波处理，使所述前驱材料层转变成介质层之后，对所述介质层进行退火处理。