[發(fā)明專利]溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410720414.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105655285A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 包小燕;葛洪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762;H01L23/13
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 應(yīng)戰(zhàn);駱蘇華

1.一種溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底內(nèi)形成溝槽；

在所述溝槽底部表面形成第一隔離層；

在高于所述第一隔離層的溝槽側(cè)壁表面形成半導(dǎo)體層；

在所述半導(dǎo)體層和第一隔離層表面形成填充滿所述溝槽的第二隔離層。

2.如權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述溝槽的 形成工藝包括：在所述襯底表面形成掩膜層，所述掩膜層暴露出部分襯底 表面；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述襯底，在所述襯底內(nèi)形成溝槽。

3.如權(quán)利要求2所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體 層的形成工藝為外延沉積工藝，所述外延沉積工藝以所述掩膜層和所述第 一隔離層為掩膜進(jìn)行；在形成所述半導(dǎo)體層之后，去除所述掩膜層。

4.如權(quán)利要求3所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述外延沉 積工藝包括：溫度為500攝氏度～800攝氏度，氣壓為1托～100托，工藝氣 體包括材料源氣體，所述材料源氣體的流量為1標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘～1000標(biāo)準(zhǔn) 毫升/分鐘，所述工藝氣體還包括HCl和H₂，所述HCl的流量為1標(biāo)準(zhǔn)毫 升/分鐘～1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，H₂的流量為0.1標(biāo)準(zhǔn)升/分鐘～50標(biāo)準(zhǔn)升/分 鐘。

5.如權(quán)利要求4所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述材料源 氣體包括硅源氣體、鍺源氣體、硅源氣體和鍺源氣體、或硅源氣體和碳源 氣體。

6.如權(quán)利要求5所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述硅源氣 體包括SiH₄、SiH₂Cl₂中的一種或兩種；所述鍺源氣體包括GeH₄；所述碳 源氣體包括CH₄、CH₃Cl或CH₂Cl₂中的一種或多種。

7.如權(quán)利要求2所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一隔 離層的形成工藝包括：在所述掩膜層表面、以及溝槽的側(cè)壁和底部表面形 成第一隔離膜；在所述溝槽內(nèi)的第一隔離膜表面形成犧牲層，所述犧牲層 的表面低于或齊平于掩膜層上的第一隔離膜表面；以所述犧牲層為掩膜， 刻蝕所述第一隔離膜，直至暴露出掩膜層以及溝槽的部分側(cè)壁表面為止， 形成第一隔離層；在刻蝕所述第一隔離膜之后，去除所述犧牲層。

8.如權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一隔 離層的形成工藝包括：在所述襯底表面、以及溝槽的側(cè)壁和底部表面形成 第一隔離膜；在所述溝槽內(nèi)的第一隔離膜表面形成犧牲層，所述犧牲層的 材料與第一隔離膜的材料不同，且所述犧牲層的表面低于或齊平于襯底表 面上的第一隔離膜表面；以所述犧牲層為掩膜，刻蝕所述第一隔離膜，直 至暴露出襯底及溝槽的部分側(cè)壁表面為止，形成第一隔離層；在刻蝕所述 第一隔離膜之后，去除所述犧牲層。

9.如權(quán)利要求7或8所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，位于所 述犧牲層底部的部分第一隔離層表面高于、低于或齊平于所述第一隔離層 暴露出的表面。

10.如權(quán)利要求7或8所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述犧 牲層的形成工藝包括：在所述第一隔離膜表面形成填充滿所述溝槽的犧牲 膜；回刻蝕所述犧牲膜直至暴露出第一隔離膜的頂部表面為止，形成所述 犧牲層。

11.如權(quán)利要求7或8所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述犧 牲層的材料為底部抗反射層材料。

12.如權(quán)利要求1所述的溝槽隔離結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體 層的材料為硅、鍺、碳化硅或鍺；所述第一隔離層的材料為氧化硅；所述 第二隔離層的材料為氧化硅。