[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體器件制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811037920.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110880473A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/762
• 分類號(hào): H01L21/762
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 袁禮君;闞梓瑄

本公開(kāi)提供了一種半導(dǎo)體器件及半導(dǎo)體器件制造方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。該器件包括：半導(dǎo)體襯底；至少一個(gè)溝槽，位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)；襯里層，覆蓋于所述溝槽的內(nèi)壁，并且為多孔結(jié)構(gòu)；隔離材料，沉積于所述襯里層的上方，填充所述溝槽，并擴(kuò)散到所述襯里層的孔隙中。本公開(kāi)的半導(dǎo)體器件的溝槽隔離結(jié)構(gòu)具有較低的內(nèi)應(yīng)力，提高了半導(dǎo)體器件的性能及可靠性，且在工藝上易于實(shí)現(xiàn)，適用性較強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體器件制造方法。

背景技術(shù)

在背景技術(shù)部分公開(kāi)的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

在半導(dǎo)體制造工藝中，經(jīng)常需要形成溝槽填充的結(jié)構(gòu)，例如在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中，溝槽內(nèi)填充氧化物，形成各器件有源區(qū)之間的隔離。

隨著半導(dǎo)體特征尺寸的減小，溝槽深寬比(Aspect ratio)的增加，以及對(duì)于溝槽輪廓(Re-entrant profiles)要求的提高，傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝已難以勝任溝槽填充的工作，目前較多采用旋涂介電層(SOD)或流體化學(xué)氣相沉積(FCVD)工藝在溝槽內(nèi)沉積可流動(dòng)的填充物，然后通過(guò)退火等熱處理工藝對(duì)填充物進(jìn)行固化，可以實(shí)現(xiàn)溝槽的完全填充。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有的溝槽填充工藝需要在填充后進(jìn)行熱處理，由于熱處理時(shí)溝槽填充物結(jié)構(gòu)或組分的變化，通常會(huì)引起體積膨脹，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，從而降低半導(dǎo)體器件的可靠性，嚴(yán)重時(shí)可能如圖1的俯視圖所示，填充物的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致周圍的有源區(qū)1發(fā)生位移，影響半導(dǎo)體器件的性能。

本公開(kāi)的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件與半導(dǎo)體器件制造方法，進(jìn)而至少在一定程度上克服現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件中溝槽內(nèi)應(yīng)力較大的問(wèn)題。

本公開(kāi)的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過(guò)本公開(kāi)的實(shí)踐而習(xí)得。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底；至少一個(gè)溝槽，位于所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)；襯里層，覆蓋于所述溝槽的內(nèi)壁，并且為多孔結(jié)構(gòu)；隔離材料，沉積于所述襯里層的上方，填充所述溝槽，并擴(kuò)散到所述襯里層的孔隙中。

在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，所述襯里層的厚度為所述溝槽寬度的2％～10％。

在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，所述襯里層的孔隙率為10％～80％。

在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，所述襯里層的材料包括介電材料。

在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，所述介電材料包括硅、一氧化硅、氮化硅、氮化硼、氮氧化硅、硅碳氮陶瓷、聚氮硅烷、氟硅玻璃(FSG)、硼硅玻璃(BSG)、磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)、二氧化鉿中的至少一種。

在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，所述隔離材料包括硅氧化物或氮氧化硅。

在本公開(kāi)的一種示例性實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體器件還包括：墊氧化層(Padoxide)，位于所述溝槽兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底的上表面；墊氮化層(Pad nitride)，位于所述墊氧化層的上表面；所述襯里層覆蓋所述墊氮化層的上表面。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上刻蝕出溝槽；在所述溝槽的內(nèi)壁沉積多孔結(jié)構(gòu)的襯里層；在所述襯里層的上方沉積隔離材料，以填充所述溝槽；對(duì)所述隔離材料進(jìn)行熱處理。