[發明專利]一種形成淺溝槽隔離結構的方法

有效

• 申請號: 201310273050.2
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN104282614B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 鄧浩
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/324
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所11336
• 代理人: 董巍,高偉

1.一種形成淺溝槽隔離結構的方法，包括：

提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成具有多個所述淺溝槽隔離結構圖案的硬掩膜層；

在所述半導體襯底中形成所述多個淺溝槽隔離結構，其中，形成所述多個淺溝槽隔離結構的步驟包括：以所述硬掩膜層為掩膜，在所述半導體襯底中蝕刻出用于形成所述多個淺溝槽隔離結構的溝槽，在所述溝槽中及所述硬掩膜層上沉積隔離材料，執行離子注入和退火以在所述隔離材料中形成摻雜元素以及在所述形成有摻雜元素的隔離材料上沉積另一隔離材料，執行化學機械研磨工藝以研磨所述隔離材料，直至露出所述硬掩膜層；

去除部分所述硬掩膜層；

對所述多個淺溝槽隔離結構高出所述硬掩膜層的部分實施氧等離子體處理；

執行另一退火處理，以在所述多個淺溝槽隔離結構高出所述半導體襯底的部分的頂部及側壁區域形成致密氧化物層；以及

去除剩余的所述硬掩膜層。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個淺溝槽隔離結構的高度相同且寬度不同。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜層為氮化硅層。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔離材料為氧化物。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述隔離材料為HARP。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述摻雜元素為氮。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜層的下方還形成有緩沖層，以釋放所述硬掩膜層和所述半導體襯底之間的應力。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述緩沖層為薄層氧化物層。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用濕法刻蝕工藝實施部分所述硬掩膜層以及剩余的所述硬掩膜層的去除。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的腐蝕液為熱磷酸。

11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，在所述濕法刻蝕去除部分所述硬掩膜層之后，剩余的所述硬掩膜層的厚度為200-400埃。

12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧等離子體處理的氧等離子體源為O₂或O₃，所述氧等離子體處理的工藝條件為：氣體流量為1000-5000sccm，壓力為2-10Torr，功率為100-1000W，處理時間為20-120s。

13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述另一退火的工藝條件為：在氮氣的氛圍下實施所述退火，溫度為600-1000℃，持續時間為30-90min。

14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述去除剩余的所述硬掩膜層之后，還包括對所述半導體襯底及所述多個淺溝槽隔離結構實施濕法清洗的步驟。

15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述濕法清洗的清洗液為稀釋的氫氟酸。

16.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，在所述濕法清洗之后，還包括在所述半導體襯底上形成柵極結構的步驟，所述柵極結構包括自下而上依次層疊的柵極介電層、柵極材料層和柵極硬掩蔽層。