[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

2014年4月14日提交的日本专利申请2014-083003号的公开，包括说明书、附图和摘要，以引用的方式全部并入本文。

背景技术

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法，并且可以适用于例如具有沟槽部的半导体器件及其制造方法。

存在一种具有通过在沟槽部中形成绝缘膜而获得的元件隔离结构的半导体器件，该沟槽部形成在作为半导体衬底的主表面的表面中。也存在一种具有通过在沟槽部中形成绝缘膜而获得的元件隔离(深沟槽隔离：DTI)结构的半导体器件，该沟槽部具有这样的纵横比(即沟槽部的深度与沟槽部的宽度之比)，该纵横比高达1或者更大。

日本专利特许公开2011-66067号(专利文件1)公开了一种半导体器件，其配备有形成在半导体衬底的主表面中以便在平面图中围绕形成在半导体衬底的主表面上的元件的沟槽、以及形成在该元件上和在该沟槽中的绝缘膜；以及一种制造该半导体器件的方法。根据在专利文件1中描述的技术，绝缘膜形成为覆盖元件的上部并且同时在沟槽中产生空间。

日本专利特许公开2013-222838号(专利文件2)和日本专利特许公开2011-151121号(专利文件3)公开了一种半导体器件，其配备有：具有按提及的顺序依次堆叠的支撑板、埋置绝缘膜和半导体层的半导体衬底；形成在半导体层的主表面中的沟槽；和形成在沟槽中的绝缘膜；以及，一种制造该半导体器件的方法。根据在专利文件2中描述的技术和在专利文件3中描述的技术，沟槽形成为在平面图中围绕形成在半导体层的主表面上的元件。根据在专利文件2中描述的技术，绝缘膜形成为覆盖元件的上部并且同时在沟槽中产生空间。

[专利文件]

[专利文件1]日本专利公开2011-66067号

[专利文件2]日本专利公开2013-222838号

[专利文件3]日本专利公开2011-151121号

发明内容

当绝缘膜形成在具有高纵横比的沟槽部中时，该沟槽部有时由例如通过化学汽相沉积(CVD)方法由氧化硅形成的绝缘膜封闭，同时在沟槽部中留出空间。在这种情况下，形成在沟槽部的上侧表面上的绝缘膜的厚度有可能大于形成在沟槽部的下侧表面上的绝缘膜的厚度。因此，通过在沟槽部的侧表面上形成绝缘膜，可以封闭沟槽部，同时在沟槽部中留出空间。当元件隔离是通过DTI结构在元件之间进行绝缘而实现时，相较于在其中不具有空间的沟槽部，在其中具有空间的沟槽部具有改进的元件隔离特性。

另一方面，当绝缘膜通过CVD由氧化硅膜形成时，难以精确地将封闭位置，即，留在沟槽部内部的空间的上端的高度位置，调节至理想高度位置。留在沟槽部内部的空间的封闭位置可以成为高于理想位置。

当空间的封闭位置变得高于理想位置时，在例如形成绝缘膜然后通过抛光将绝缘膜的表面平面化之时，绝缘膜的表面的高度位置变得低于空间的封闭位置，并且在稍后执行的清洗步骤中，抛光浆液可以进入从绝缘膜的表面暴露出来的空间，或者清洗液体可以进入该空间。已经进入空间的浆液或者清洗液体可以从空间被吹出并且变为异物。由此获得的半导体器件在其形状方面可能具有缺陷，因此具有恶化的性能。

其他问题和新颖特征将通过本文中的说明和对应附图而变得显而易见。

根据一个实施例，半导体器件具有：第一绝缘膜，其形成在半导体衬底的主表面上，并且包含硅和氧；以及第二绝缘膜，其形成在第一绝缘膜上。该半导体器件进一步具有：第一开口部，其穿通第二绝缘膜并且到达第一绝缘膜；第二开口部，其穿通第一绝缘膜的从第一开口部暴露出来的部分并且到达半导体衬底；以及沟槽部，其形成在半导体衬底的从第二开口部暴露出来的部分中。第二绝缘膜由与第一绝缘膜的材料不同的材料制成。第一开口部的开口宽度和第二开口部的第二开口宽度中的每一个均大于沟槽部的沟槽宽度。沟槽部用第三绝缘膜封闭，同时在沟槽部内部留出空间。

根据另一实施例，一种制造该半导体器件的方法包括：在半导体衬底的主表面上形成包含硅和氧的第一绝缘膜；在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜；形成穿通第二绝缘膜并且到达第一绝缘膜的第一开口部；在于平面图中其中具有第一开口部的区域中，形成穿通第一绝缘膜并且到达半导体衬底的第二开口部；在半导体衬底的从第二开口部暴露出来的部分中，形成沟槽部；对第一绝缘膜的从第二开口部暴露出来的部分进行蚀刻，以便使第二开口部的第二开口宽度变宽，以便大于沟槽部的沟槽宽度；以及然后由第三绝缘膜封闭沟槽部，同时在沟槽部内部留出空间。

根据实施例，可以提供一种具有改进的性能的半导体器件。