[發明專利]半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201510173234.0
• 申請日: 2015-04-13
• 公開（公告）號: CN104979267A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 山口直
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

相關申請的交叉引用

2014年4月14日提交的日本專利申請2014-083003號的公開，包括說明書、附圖和摘要，以引用的方式全部并入本文。

背景技術

本發明涉及一種半導體器件及其制造方法，并且可以適用于例如具有溝槽部的半導體器件及其制造方法。

存在一種具有通過在溝槽部中形成絕緣膜而獲得的元件隔離結構的半導體器件，該溝槽部形成在作為半導體襯底的主表面的表面中。也存在一種具有通過在溝槽部中形成絕緣膜而獲得的元件隔離(深溝槽隔離：DTI)結構的半導體器件，該溝槽部具有這樣的縱橫比(即溝槽部的深度與溝槽部的寬度之比)，該縱橫比高達1或者更大。

日本專利特許公開2011-66067號(專利文件1)公開了一種半導體器件，其配備有形成在半導體襯底的主表面中以便在平面圖中圍繞形成在半導體襯底的主表面上的元件的溝槽、以及形成在該元件上和在該溝槽中的絕緣膜；以及一種制造該半導體器件的方法。根據在專利文件1中描述的技術，絕緣膜形成為覆蓋元件的上部并且同時在溝槽中產生空間。

日本專利特許公開2013-222838號(專利文件2)和日本專利特許公開2011-151121號(專利文件3)公開了一種半導體器件，其配備有：具有按提及的順序依次堆疊的支撐板、埋置絕緣膜和半導體層的半導體襯底；形成在半導體層的主表面中的溝槽；和形成在溝槽中的絕緣膜；以及，一種制造該半導體器件的方法。根據在專利文件2中描述的技術和在專利文件3中描述的技術，溝槽形成為在平面圖中圍繞形成在半導體層的主表面上的元件。根據在專利文件2中描述的技術，絕緣膜形成為覆蓋元件的上部并且同時在溝槽中產生空間。

[專利文件]

[專利文件1]日本專利公開2011-66067號

[專利文件2]日本專利公開2013-222838號

[專利文件3]日本專利公開2011-151121號

發明內容

當絕緣膜形成在具有高縱橫比的溝槽部中時，該溝槽部有時由例如通過化學汽相沉積(CVD)方法由氧化硅形成的絕緣膜封閉，同時在溝槽部中留出空間。在這種情況下，形成在溝槽部的上側表面上的絕緣膜的厚度有可能大于形成在溝槽部的下側表面上的絕緣膜的厚度。因此，通過在溝槽部的側表面上形成絕緣膜，可以封閉溝槽部，同時在溝槽部中留出空間。當元件隔離是通過DTI結構在元件之間進行絕緣而實現時，相較于在其中不具有空間的溝槽部，在其中具有空間的溝槽部具有改進的元件隔離特性。

另一方面，當絕緣膜通過CVD由氧化硅膜形成時，難以精確地將封閉位置，即，留在溝槽部內部的空間的上端的高度位置，調節至理想高度位置。留在溝槽部內部的空間的封閉位置可以成為高于理想位置。

當空間的封閉位置變得高于理想位置時，在例如形成絕緣膜然后通過拋光將絕緣膜的表面平面化之時，絕緣膜的表面的高度位置變得低于空間的封閉位置，并且在稍后執行的清洗步驟中，拋光漿液可以進入從絕緣膜的表面暴露出來的空間，或者清洗液體可以進入該空間。已經進入空間的漿液或者清洗液體可以從空間被吹出并且變為異物。由此獲得的半導體器件在其形狀方面可能具有缺陷，因此具有惡化的性能。

其他問題和新穎特征將通過本文中的說明和對應附圖而變得顯而易見。

根據一個實施例，半導體器件具有：第一絕緣膜，其形成在半導體襯底的主表面上，并且包含硅和氧；以及第二絕緣膜，其形成在第一絕緣膜上。該半導體器件進一步具有：第一開口部，其穿通第二絕緣膜并且到達第一絕緣膜；第二開口部，其穿通第一絕緣膜的從第一開口部暴露出來的部分并且到達半導體襯底；以及溝槽部，其形成在半導體襯底的從第二開口部暴露出來的部分中。第二絕緣膜由與第一絕緣膜的材料不同的材料制成。第一開口部的開口寬度和第二開口部的第二開口寬度中的每一個均大于溝槽部的溝槽寬度。溝槽部用第三絕緣膜封閉，同時在溝槽部內部留出空間。

根據另一實施例，一種制造該半導體器件的方法包括：在半導體襯底的主表面上形成包含硅和氧的第一絕緣膜；在第一絕緣膜上形成第二絕緣膜；形成穿通第二絕緣膜并且到達第一絕緣膜的第一開口部；在于平面圖中其中具有第一開口部的區域中，形成穿通第一絕緣膜并且到達半導體襯底的第二開口部；在半導體襯底的從第二開口部暴露出來的部分中，形成溝槽部；對第一絕緣膜的從第二開口部暴露出來的部分進行蝕刻，以便使第二開口部的第二開口寬度變寬，以便大于溝槽部的溝槽寬度；以及然后由第三絕緣膜封閉溝槽部，同時在溝槽部內部留出空間。

根據實施例，可以提供一種具有改進的性能的半導體器件。