[發明專利]隔離結構的形成方法及半導體器件的形成方法

在審

• 申請號: 201610875360.5
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107887322A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 禹國賓;徐小平
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/8238;H01L29/78
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

1.一種隔離結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底，所述半導體襯底上具有源區和隔離區，于所述隔離區上形成隔離溝槽；

至少對所述隔離溝槽靠近有源區一側的部分側壁依次執行氮化工藝和氧化工藝，以形成氮氧化層；

在所述隔離溝槽中填充絕緣介質層。

2.如權利要求1所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述氮化工藝為通過離子注入的方式于所述隔離溝槽的部分側壁中摻雜氮離子。

3.如權利要求2所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，通過傾斜離子注入的方式實現所述氮化工藝。

4.如權利要求3所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述傾斜離子注入的傾斜角度為2°～60°。

5.如權利要求2所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述離子注入的注入能量為100eV～5000eV。

6.如權利要求2所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述離子注入的注入劑量為e13atoms/cm3～e16atoms/cm3。

7.如權利要求1所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述隔離溝槽的形成方法包括：

于所述半導體襯底上形成圖形化的第一掩膜層，所述圖形化的第一掩膜層暴露出需形成隔離溝槽的區域；

利用所述第一掩膜層為掩膜蝕刻位于隔離區的半導體襯底，以形成所述隔離溝槽。

8.如權利要求7所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜層的材質為氮化硅。

9.如權利要求1所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述形成方法還包括：在填充絕緣介質層之后，采用化學機械研磨工藝平坦化所述絕緣介質層。

10.如權利要求1所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述氧化工藝為濕氧化工藝或快速熱氧化工藝。

11.如權利要求1所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述氮化工藝為通過離子注入的方式于所述隔離溝槽的全部側壁中摻雜氮離子。

12.如權利要求1所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，所述氮化工藝為通過離子注入的方式于所述隔離溝槽的全部側壁以及底壁中摻雜氮離子。

13.如權利要求11或12所述的隔離結構的形成方法，其特征在于，通過在所述隔離溝槽的不同方向上采用多次傾斜離子注入的方式實現氮化工藝。

14.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半導體襯底，所述半導體襯底包括用于形成PMOS晶體管的PMOS區以及用于形成NMOS晶體管的NMOS區，所述PMOS區與所述NMOS區中均形成有有源區和隔離區，所述PMOS區的隔離區中形成有第一溝槽，所述NMOS區的隔離區中形成有第二溝槽；

于所述半導體襯底上形成圖形化的第二掩膜層，所述圖形化的第二掩膜層覆蓋所述PMOS區并暴露出所述NMOS區；

至少對所述第二溝槽靠近有源區一側的側壁執行氮化工藝以形成一氮離子摻雜層，并采用氧化工藝使所述氮離子摻雜層轉變為氮氧化層；

在所述第二溝槽中填充絕緣介質層。

15.如權利要求14所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述氮化工藝為通過離子注入的方式于所述第二溝槽的部分側壁中摻雜氮離子。

16.如權利要求15所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，通過一次傾斜離子注入的方式實現所述氮化工藝。

17.如權利要求14所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述氮化工藝為通過離子注入的方式于所述隔離溝槽的全部側壁中摻雜氮離子。

18.如權利要求14所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述氮化工藝為通過離子注入的方式于所述隔離溝槽的全部側壁以及底壁中摻雜氮離子。

19.如權利要求17或18所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，通過在所述隔離溝槽的不同方向上采用多次傾斜離子注入的方式實現氮化工藝。

20.如權利要求14所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第二掩膜層的材質為非晶碳、多晶硅、二氧化硅或光刻膠。