[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；在所述半导体衬底表面形成浅沟槽；在所述浅沟槽的底部和侧壁形成衬氧化层；在形成所述衬氧化层之后，进行清洗工艺；在所述清洗工艺之后，对所述衬氧化层进行高温退火处理；采用绝缘材料填充满所述浅沟槽。采用所述浅沟槽隔离结构的形成方法形成的浅沟槽隔离结构中，位于浅沟槽隔离结构周边的半导体衬底不出现孔洞，所述浅沟槽隔离结构的隔离性能提高，并提高了相应芯片的良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法。

背景技术

在集成电路制作中，形成在半导体衬底上的元件必须与其他元件隔离，因此，隔离技术是一种重要技术。随着半导体制作技术的进步，浅沟槽隔离(Shallow TrenchIsolation，STI)技术已经逐渐取代了如局部硅氧化法(LOCOS)等传统半导体器件隔离技术。

现有浅沟槽隔离结构的形成方法一般包括：在半导体衬底上形成垫氧化层(PadOxide)和硬掩膜层，所述硬掩膜层通常可以采用氮化硅，再蚀刻所述硬掩膜层、垫氧化层和半导体衬底形成浅沟槽；之后采用热氧化工艺在浅沟槽的底部及侧壁形成衬氧化层(LinerOxide)，并在所述衬氧化层上形成用于填充浅沟槽的绝缘层；接着进行化学机械研磨(CMP)平坦化各结构表面，以所述硬掩膜层作为研磨终止层，留下平坦的表面，最后再将所述硬掩膜层和垫氧化层去除。

然而，如图1所示电镜照片，经检验发现，当采用现有形成方法在半导体衬底100上形成的浅沟槽隔离结构101时，浅沟槽隔离结构101周边的半导体衬底100出现了孔洞(Void)102。一旦浅沟槽隔离结构周边出现孔洞，就可能导致浅沟槽隔离结构相应的隔离作用失效，最终导致相应的芯片失效。经进一步检验，采用现有形成方法形成的浅沟槽隔离结构中，其周边半导体衬底出现孔洞的概率高达60％，并且最终导致整个晶圆上的芯片良率下降0.6％～1.7％。

为此，亟需一种新的浅沟槽隔离结构的形成方法，以防止浅沟槽隔离结构周边的半导体衬底出现孔洞，从而防止相应的芯片失效。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法，以形成绝缘性能好，并且周边半导体衬底不出现孔洞的浅沟槽隔离结构，从而提高相应芯片的良率。

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；

在所述半导体衬底表面形成浅沟槽；

在所述浅沟槽的底部和侧壁形成衬氧化层；

在形成所述衬氧化层之后，进行清洗工艺；

在所述清洗工艺之后，对所述衬氧化层进行高温退火处理；

采用绝缘材料填充满所述浅沟槽。

可选的，所述清洗工艺包括：采用硫酸和双氧水的混合溶液清洗所述衬氧化层。

可选的，所述清洗工艺还包括：在采用硫酸和双氧水的混合溶液清洗所述衬氧化层之后，先采用氨水、双氧水和去离子水的混合溶液清洗所述衬氧化层，再采用盐酸、双氧水和去离子水的混合溶液清洗所述衬氧化层。

可选的，所述硫酸的质量浓度为98％，所述双氧水的质量浓度为30％，所述硫酸和所述双氧水的体积比为1:4～1:7。

可选的，所述硫酸和双氧水的混合溶液采用的温度范围为120℃～130℃。

可选的，所述硫酸和双氧水的混合溶液采用的清洗时间为5min～10min。

可选的，所述氨水、双氧水和去离子水的混合溶液采用的温度范围为30℃～40℃。

可选的，所述盐酸、双氧水和去离子水的混合溶液采用的温度范围为20℃～25℃。