[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

一种半导体结构及其形成方法，所述半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底表面形成具有开口的图形化掩膜层；沿所述开口刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成刻蚀图形；形成填充满所述刻蚀图形并覆盖所述图形化掩膜层的介电层；对所述介电层进行平坦化，暴露出所述图形化掩膜层的表面；采用湿法刻蚀工艺去除所述图形化掩膜层，所述湿法刻蚀工艺在刻蚀去除所述图形化掩膜层的同时，对所述介电层进行逆刻蚀，在所述介电层表面形成逆刻蚀层。所述方法形成的所述半导体结构能够提高所述介电层的隔离性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

半导体工艺中经常会涉及到在沟槽或通孔内填充材料层的工艺，通常采用化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺等进行材料层的填充，然后进行平坦化。

以浅沟槽隔离结构为例，在沟槽内填充氧化硅，作为浅沟槽隔离结构(ShallowTrench Isolation，STI)，沟槽内填充的氧化硅的沉积质量，决定了STI的隔离效果。通常采用化学气相沉积工艺(Chemical Vapor Deposition，CVD)在沟槽内填充氧化硅。但是氧化硅在填充过程中，容易在内部形成孔洞，影响隔离效果。

现有技术通常会通过控制沉积工艺，避免在氧化硅层的沉积过程中产生孔洞而避免上述问题，但是这对于沉积工艺的参数调整要求较高，导致工艺窗口下降，较难控制。而且随着集成电路集成度提高，沟槽或通孔的尺寸进一步下降，避免孔洞的出现也越发困难。

如何进一步提高隔离结构的隔离效果，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种半导体结构及其形成方法，提高介电层的隔离性能。

为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底；在所述衬底表面形成具有开口的图形化掩膜层；沿所述开口刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成刻蚀图形；形成填充满所述刻蚀图形并覆盖所述图形化掩膜层的介电层；对所述介电层进行平坦化，暴露出所述图形化掩膜层的表面；采用湿法刻蚀工艺去除所述图形化掩膜层，所述湿法刻蚀工艺在刻蚀去除所述图形化掩膜层的同时，对所述介电层进行逆刻蚀，在所述介电层表面形成逆刻蚀层。

可选的，所述刻蚀图形内的介电层内具有孔洞，对所述介电层进行平坦化以及刻蚀所述图形化掩膜层时，部分孔洞暴露于所述介电层表面；所述逆刻蚀层填充暴露的孔洞或至少封闭所述孔洞的顶部。

可选的，所述湿法刻蚀工艺中，对所述图形化掩膜层和所述介电层的刻蚀比大于100:1；所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液对所述介电层具有可逆刻蚀性，且负刻蚀速率大于正刻蚀速率。

可选的，所述图形化掩膜层的材料为氮化硅，所述介电层的材料为氧化硅，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为磷酸溶液，且所述磷酸溶液内含有H₂SiO₃，所述H₂SiO₃浓度大于等于预设值。

可选的，对磷酸溶液原液进行预处理，以形成所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液，所述预处理的方法包括：采用磷酸溶液原液刻蚀定量的氮化硅层使溶液内的H₂SiO₃的浓度大于等于预设值。

可选的，所述采用磷酸溶液原液刻蚀定量的氮化硅层的方法进一步包括：将形成有氮化硅层的多片晶圆投入盛有磷酸溶液原液的湿法刻蚀槽内，刻蚀一定时间，直至溶液内的H₂SiO₃的浓度大于等于预设值。

本发明的技术方案还提供一种半导体结构，包括：衬底；位于所述衬底内的刻蚀图形；填充于所述刻蚀图形内的隔离层；所述隔离层包括介电层和位于所述介电层顶部的逆刻蚀层，所述逆刻蚀层通过湿法刻工艺对所述介电层进行逆刻蚀而形成。