[发明专利]浅沟槽隔离结构的形成方法及浅沟槽隔离结构

说明书

本发明提供了一种浅沟槽隔离结构的形成方法及浅沟槽隔离结构。所述浅沟槽隔离结构的形成方法，包括如下步骤：形成衬底，所述衬底内具有浅沟槽、且所述衬底表面具有研磨停止层；沉积绝缘材料，形成绝缘介质层，所述绝缘介质层填充于所述浅沟槽内、并覆盖于所述研磨停止层与所述衬底表面；平坦化所述绝缘介质层至预设厚度；研磨具有所述预设厚度的所述绝缘介质层，去除位于所述研磨停止层表面的所述绝缘介质层，且在研磨过程中所述绝缘介质层的研磨速率大于所述研磨停止层的研磨速率；去除所述研磨停止层，形成浅沟槽隔离结构。本发明避免了所述研磨停止层在所述衬底表面的残留，提高了半导体器件的良率。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路工艺制造技术领域，尤其涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法及浅沟槽隔离结构。

背景技术

在半导体产业的发展过程中，随着大规模集成电路的集成度越来越高，单个设计电路的最小工艺尺寸越来越小，使得设计电路中的图形尺寸越来越小。相应地，半导体衬底单位面积上有源器件的密度不断增加，因此器件之间的有效绝缘隔离变得更加重要。浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)技术具有良好的隔离效果(例如：工艺隔离效果和电性隔离效果)，浅沟槽隔离技术还具有减少占用晶圆表面的面积、增加器件的集成度等优点。因此，随着集成电路尺寸的减小，器件有源区之间的隔离现主要采用浅沟槽隔离结构。

浅沟槽隔离结构的形成是半导体晶圆生产工艺中的一个重要的前段工序。在现有工艺中，第一层的ACT(Active，工作区)图形形成时，需要沉积一层氮化硅薄膜作为后续STI结构形成过程中的机械研磨停止层。在STI结构形成之后，所述氮化硅薄膜通过泡酸去除。随着现阶段图形尺寸越来越小、图形数量越来越多，传统工艺往往导致氮化硅薄膜去除不干净的问题，残留的氮化硅会严重影响半导体器件的良率。

因此，如何避免浅沟槽隔离结构形成过程中的氮化硅残留，提高半导体器件的良率，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法及浅沟槽隔离结构，用于解决现有的半导体器件由于制造工艺的缺陷导致良率较低的问题，以改善半导体器件的性能。

为了解决上述问题，本发明提供了一种浅沟槽隔离结构的形成方法，包括如下步骤：

形成衬底，所述衬底内具有浅沟槽、且所述衬底表面具有研磨停止层；

沉积绝缘材料，形成绝缘介质层，所述绝缘介质层填充于所述浅沟槽内、并覆盖于所述研磨停止层与所述衬底表面；

平坦化所述绝缘介质层至预设厚度；

研磨具有所述预设厚度的所述绝缘介质层，去除位于所述研磨停止层表面的所述绝缘介质层，且在研磨过程中所述绝缘介质层的研磨速率大于所述研磨停止层的研磨速率；

去除所述研磨停止层，形成浅沟槽隔离结构。

优选的，形成衬底的具体步骤包括：

提供衬底；

沉积氮化物材料于所述衬底表面，形成所述研磨停止层；

刻蚀所述研磨停止层和所述衬底，于所述衬底内形成所述浅沟槽。

优选的，形成所述研磨停止层之前还包括如下步骤：

沉积氧化物材料于所述衬底表面，形成衬垫氧化层。

优选的，所述研磨停止层的材料为氮化硅。

优选的，所述预设厚度为

优选的，形成绝缘介质层的具体步骤包括：

沉积氧化层材料于所述浅沟槽的侧壁及底壁表面，形成第一衬底层；

沉积氮化物材料于所述第一衬底层表面，形成第二衬底层；