[发明专利]一种浅沟槽隔离结构的形成方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体设计及制造技术领域，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法。

【背景技术】

随着半导体器件特征尺寸的不断缩小，器件之间的隔离区域也随之要进行相应的缩小，对于0.18μm以下的元件，大多采用STI（shallow trench isolation，浅沟槽隔离）隔离技术，其工艺步骤主要包括STI的刻蚀、有源区侧壁氧化硅的生长、STI内氧化硅的填充。而对于某些高压器件产品，如STI沟槽较深(>8000埃)，则STI内氧化硅的填充很困难，如果只采用一步填充，那么在STI内会有空洞产生，因此对于该类产品，填充过程被细化为三个子步骤，其示意图如图1所示，即为第一次填充（b）、回刻蚀（c）、第二次填充（d）。其中回刻蚀步骤将第一步填充后STI内的缝隙宽度泡大，从而为第二步填充提供帮助。

由于STI沟槽的宽度较窄，回刻蚀步骤的腐蚀量如果不够，会造成第二步填充的困难和孔洞的产生。如果腐蚀量过大，又会造成如图2示意图所示的有源区侧壁氧化硅的损伤。如图3示意图和图4照片所示，有源区侧壁上部的部分氧化硅已经被酸泡掉或者变薄（正常区域370埃，损失处则只有不到300埃）。这一损伤会造成器件电学性能的改变，降低STI的绝缘性能，造成器件漏电，影响良率。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种改善有源区侧壁氧化硅损伤的方法，从而补偿湿法腐蚀步骤对侧壁氧化硅的损伤，使侧壁顶部和底部氧化硅厚度相近，防止顶部区域漏电。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法，其包括：提供衬底，所述衬底上依次形成有衬垫氧化层和氮化硅层，所述衬垫氧化层和氮化硅层内形成暴露出衬底的开口；

沿开口在所述衬底上形成浅沟槽；

形成覆盖所述浅沟槽的表面的保护氧化层；

形成覆盖所述保护氧化层且填充所述浅沟槽的第一氧化层；

回刻蚀所述第一氧化层；

形成覆盖部分所述保护氧化层的补充氧化层；

形成覆盖所述保护氧化层及补充氧化层的第二氧化层；

平坦化第一氧化层、第二氧化层和保护氧化层直至暴露出所述氮化硅层；

去除所述氮化硅层。

作为本发明的一个优选的实施例，所述保护氧化层的形成工艺为热氧化工艺。

作为本发明的一个优选的实施例，所述保护氧化层的厚度为300埃。

作为本发明的一个优选的实施例，所述第一氧化层的形成工艺为高密度等离子体化学气相沉积工艺。

作为本发明的一个优选的实施例，所述回刻蚀方法为湿法腐蚀。

作为本发明的一个优选的实施例，所述湿法腐蚀为采用氢氟酸浸泡的方法。

作为本发明的一个优选的实施例，所述补充氧化层的形成工艺为热氧化工艺。

作为本发明的一个优选的实施例，所述热氧化工艺采用炉管热生长方式。

作为本发明的一个优选的实施例，所述第二氧化层的形成工艺为高密度等离子体化学气相沉积工艺。

与现有技术相比，本发明中的浅沟槽隔离结构的形成方法，对于在STI填充步骤中分三步完成，在其中回刻蚀步骤之后，增加了一道形成补充氧化层的步骤，使有源区侧壁顶部被腐蚀变薄或者裸露的区域生长出新的热氧化硅，从而补偿回刻蚀步骤中部分侧壁氧化硅的损伤，最终使侧壁顶部和底部氧化硅厚度达到接近一致的效果，以防止器件电学性能改变，降低STI的绝缘性能，避免侧壁顶部区域漏电。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为现有技术中的STI技术中浅沟槽填充工艺示意图；

图2为现有技术中的STI技术中浅沟槽填充工艺中，侧壁保护氧化层缺失部位示意图；

图3为现有技术中的STI技术中浅沟槽填充工艺中，侧壁保护氧化层缺失部位剖面示意图；

图4为图3中A部位放大示意图；

图5为本发明中的一种浅沟槽隔离结构的形成方法在一个实施例中的流程图；和，

图6为本发明中的STI技术中浅沟槽填充工艺示意图。

【具体实施方式】