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[發明專利]半導體結構的形成方法在審

專利信息
申請號: 201610081038.5 申請日: 2016-02-04
公開(公告)號: CN105655286A 公開(公告)日: 2016-06-08
發明(設計)人: 沈思杰;張怡 申請(專利權)人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
主分類號: H01L21/762 分類號: H01L21/762
代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227 代理人: 高靜;吳敏
地址: 201203 上海市浦東*** 國省代碼: 上海;31
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摘要:
搜索關鍵詞: 半導體 結構 形成 方法
【說明書】:

技術領域

發明涉及半導體領域,尤其涉及一種半導體結構的形成方法。

背景技術

隨著集成電路高密度的發展趨勢,構成電路的器件更緊密地放置在芯片 中以適應芯片的可用空間。相應地,半導體襯底單位面積上有源器件的密度 不斷增加,因此器件之間的有效絕緣隔離變得更加重要。

淺溝槽隔離(ShallowTrenchIsolation,STI)技術具有良好的隔離效果(例 如:工藝隔離效果和電性隔離效果),淺溝槽隔離技術還具有減少占用晶圓表 面的面積、增加器件的集成度等優點。因此,隨著集成電路尺寸的減小,器 件之間的隔離現主要采用淺溝槽隔離結構。

但是,現有技術的淺溝槽隔離結構容易引起半導體器件的電學性能的降 低。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體結構的形成方法,優化半導體器件 的電學性能。

為解決上述問題,本發明提供一種半導體結構的形成方法,包括如下步 驟:提供襯底,包括用于形成核心存儲電路的第一區域和用于形成外圍電路 的第二區域;在所述襯底上形成柵電極膜;在所述柵電極膜表面形成初始硬 掩膜;采用第一刻蝕工藝,刻蝕所述初始硬掩膜,形成硬掩膜并形成貫穿所 述初始硬掩膜的開口,所述開口包括位于所述第一區域的第一開口,以及位 于所述第二區域的第二開口,所述第一開口的線寬小于所述第二開口的線寬; 在所述第一開口中填充犧牲層;采用第二刻蝕工藝,刻蝕所述犧牲層和所述 第一開口底部的所述襯底,并沿所述第二開口刻蝕所述襯底,分別在所述第 一區域襯底內形成第一溝槽、在所述第二區域襯底內形成第二溝槽,所述第 一溝槽的深度小于所述第二溝槽的深度;在所述第一溝槽內形成第一隔離結 構,在所述第二溝槽內形成第二隔離結構。

可選的,所述硬掩膜的材料為氮化硅。

可選的,形成貫穿所述初始硬掩膜的開口的步驟中,所述第一刻蝕工藝 還刻蝕去除部分所述柵電極膜,形成的開口還位于所述柵電極膜的部分深度 內;或者,所述第一刻蝕工藝還刻蝕所述柵電極膜,形成的開口還貫穿所述 柵電極膜。

可選的,所述犧牲層的材料為氧化硅。

可選的,所述犧牲層的厚度為至

可選的,在所述第一開口中填充犧牲層的步驟中,所述犧牲層還覆蓋于 所述第二開口的側壁表面和底部表面;所述形成方法還包括:在所述第二刻 蝕工藝之前,去除所述第二開口內的犧牲層。

可選的,在所述第一開口內填充犧牲層的工藝為化學氣相沉積工藝。

可選的,所述第一溝槽的深度為至所述第二溝槽的深度為至

可選的,所述第一刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕工藝;所述等離子體干 法刻蝕工藝的工藝參數包括:刻蝕氣體為CF4和CH2F2,刻蝕氣體的氣體流量 為100sccm至110sccm,壓強為10mtorr至15mtorr,刻蝕功率為500W至600W, 刻蝕時間為10s至14s。

可選的,所述第二刻蝕工藝為等離子體干法刻蝕工藝;所述等離子體干 法刻蝕工藝的工藝參數包括:刻蝕氣體為HBr,刻蝕氣體的氣體流量為 100sccm至120sccm,壓強為15mtorr至18mtorr,刻蝕功率為550W至650W, 刻蝕時間為60s至70s。

與現有技術相比,本發明的技術方案具有以下優點:

本發明先在第一區域形成貫穿初始硬掩膜的第一開口,在第二區域形成 貫穿初始硬掩膜的第二開口,再在所述第一開口中填充犧牲層,形成所述第 一溝槽和第二溝槽的刻蝕工藝過程中,沿所述第一開口先刻蝕所述犧牲層再 刻蝕所述襯底,因此,在所述第一區域襯底內形成第一溝槽、在所述第二區 域襯底內形成第二溝槽后,可以獲得深度較小的第一溝槽以降低所述第一溝 槽的深寬比,避免第一隔離結構在形成過程中產生空隙,從而提高所述第一 隔離結構的形成質量,進而提高半導體器件的電學性能。

可選方案中,深度較小的第一溝槽對半導體器件電學性能的影響較小, 具有工藝兼容性。

附圖說明

圖1和圖2是現有技術半導體結構的形成方法一實施例對應的結構示意 圖;

圖3至圖10是本發明半導體結構的形成方法一實施例對應的結構示意 圖。

具體實施方式

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