[發明專利]淺溝槽隔離結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202010026996.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN113113347B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 劉佑銘;王寧;盧合強
• 申請（專利權）人: 芯恩（青島）集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L29/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種淺溝槽隔離結構及其制備方法，淺溝槽隔離結構包括襯底、保護氧化層及填充氧化層；通過形成具有摻雜離子的填充氧化層，以降低填充氧化層在酸性溶液中的刻蝕速率，提高填充氧化層的刻蝕選擇比；進一步的，可形成具有不同的摻雜離子及不同的摻雜濃度的填充氧化層，以降低工藝復雜度，提高操作便捷性，且易于調控。本發明可有效減輕淺溝槽隔離結構產生邊溝的現象，制備高質量的產品。

技術領域

本發明涉及微電子領域，尤其涉及一種淺溝槽隔離結構及其制備方法。

背景技術

隨著集成電路技術的不斷縮微，目前主流的集成電路制造中，絕緣結構普遍采用淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation，STI)結構，以對相鄰的主動區域器件進行隔離，滿足工藝和器件的要求。

淺溝槽隔離結構的制備，通常是在半導體襯底上沉積氮化硅層，然后圖形化氮化硅層，形成硬掩膜，接著蝕刻襯底，以在相鄰的器件之間形成淺溝槽，而后在淺溝槽中填充氧化層，以形成淺溝槽隔離結構，用以隔離相鄰的器件。然而在后續工藝中，如在去除氮化硅層、氧化層等工藝時，會對填充氧化層造成損傷，使得填充氧化層形成邊溝(Divot)，而邊溝的形成會對位于淺溝槽隔離結構附近的器件的電特性產生影響，降低產品質量。

目前，為解決淺溝槽隔離結構的邊溝問題，通常采用制備側墻的方法，以對淺溝槽隔離結構進行保護，即在去除氮化硅層后，通過在填充氧化層的表面形成保護氧化層，通過刻蝕保護氧化層，以在填充氧化層的側邊形成側墻，以通過側墻保護填充氧化層，降低后續工藝對填充氧化層的損傷。然而采用該方法，由于側墻的添加，會使得制備的淺溝槽隔離結構的尺寸增加，從而降低了空間利用率，這與微電子追求微型化的發展趨勢相違背，且側墻的制備工藝較復雜，操作便捷性較差，難以調制。

因此，提供一種新型的淺溝槽隔離結構及其制備方法，以有效解決淺溝槽隔離結構的邊溝問題，實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種淺溝槽隔離結構及其制備方法，用于解決現有技術中淺溝槽隔離結構的邊溝問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種淺溝槽隔離結構的制備方法，包括以下步驟：

提供基底，所述基底包括設置有淺溝槽的襯底，以及位于所述襯底上的依次堆疊設置的襯墊氧化層及氮化硅層，且所述襯墊氧化層及氮化硅層顯露所述淺溝槽；

形成保護氧化層，所述保護氧化層覆蓋所述淺溝槽的底部及側壁；

形成填充氧化層，所述填充氧化層填充所述淺溝槽，且所述填充氧化層具有摻雜離子，以通過所述摻雜離子降低所述填充氧化層在酸性溶液中的刻蝕速率。

可選地，所述酸性溶液包括熱磷酸、HF溶液、RCA溶液及BOE溶液中的一種。

可選地，所述摻雜離子包括碳離子、氮離子、硼離子、鎵離子、磷離子及砷離子中的一種或組合。

可選地，形成所述填充氧化層的方法包括原位摻雜法；所述原位摻雜法包括HDP摻雜法或HARP摻雜法。

可選地，形成所述填充氧化層的方法包括以所述氮化硅層作為掩膜的離子注入摻雜法、DPN摻雜法及熱擴散摻雜法中的一種。

可選地，當采用所述離子注入摻雜法或DPN摻雜法形成所述填充氧化層后，還包括退火的步驟。

可選地，在形成所述保護氧化層之前，還包括回蝕所述氮化硅層的步驟。

可選地，還包括去除所述氮化硅層及襯墊氧化層的步驟。

本發明還提供一種淺溝槽隔離結構，所述淺溝槽隔離結構包括：

襯底，所述襯底設置有淺溝槽；

保護氧化層，所述保護氧化層覆蓋所述淺溝槽的底部及側壁；