[發明專利]深溝槽隔離結構的形成方法及半導體器件的形成方法

有效

• 申請號: 202010989073.3
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN111883476B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 劉張李;蒙飛;劉憲周
• 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;H01L21/311
• 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: 曹廷廷

1.一種深溝槽隔離結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供一半導體襯底，所述半導體襯底上形成有結構層，所述結構層包括依次層疊的第一氧化層、頂層硅、第二氧化層和氮化層，所述第一氧化層覆蓋所述半導體襯底表面；

執行第一刻蝕工藝，依次刻蝕所述氮化層、所述第二氧化層、所述頂層硅和部分厚度的所述第一氧化層，以在所述氮化層、所述第二氧化層、所述頂層硅和部分厚度所述第一氧化層中形成至少一個隔離溝槽；

執行第二刻蝕工藝，去除所述隔離溝槽底部剩余的所述第一氧化層，以使所述隔離溝槽在厚度方向上貫通所述結構層，其中，所述第二刻蝕工藝為濕法刻蝕，采用的刻蝕溶液為酸性溶液或者雙氧水，所述酸性溶液為磷酸、硝酸、磷酸鹽、醋酸；

在所述隔離溝槽中填充介質層，以形成深溝槽隔離結構，所述深溝槽隔離結構頂面與所述結構層頂面平齊。

2.如權利要求1所述的深溝槽隔離結構的形成方法，其特征在于，所述第一刻蝕工藝為干法刻蝕；其中，所述第一刻蝕工藝采用的刻蝕氣體為氯氣、碳氣、氫氣和含氟氣體中的至少一種，刻蝕時間為100s～150s。

3.如權利要求1所述的深溝槽隔離結構的形成方法，其特征在于，所述第二刻蝕工藝為濕法刻蝕；其中，所述第二刻蝕工藝采用的刻蝕溶液為酸性溶液，刻蝕時間為110s～160s。

4.如權利要求1所述的深溝槽隔離結構的形成方法，其特征在于，在所述隔離溝槽中填充介質層的方法包括：

形成介質材料層，所述介質材料層填充所述隔離溝槽并延伸覆蓋所述結構層頂面；

平坦化所述介質材料層至所述結構層頂面，以形成所述介質層。

5.如權利要求1所述的深溝槽隔離結構的形成方法，其特征在于，執行第一刻蝕工藝，去除部分厚度的所述結構層，以在所述結構層中形成至少一個隔離溝槽后，所述隔離溝槽底部剩余厚度的所述結構層的厚度為200埃～500埃。

6.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：采用如權利要求1～5任一項所述的深溝槽隔離結構的形成方法形成深溝槽隔離結構。

7.如權利要求6所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述深溝槽隔離結構之后，所述半導體器件的形成方法還包括：

形成層間膜層，所述層間膜層覆蓋所述結構層和所述深溝槽隔離結構；

在所述層間膜層和所述深溝槽隔離結構中形成第一接觸結構，所述第一接觸結構在厚度方向上貫通所述層間膜層和所述深溝槽隔離結構；以及，

在所述層間膜層和所述結構層的氮化層中形成第二接觸結構，所述第二接觸結構在厚度方向上貫通所述層間膜層和所述氮化層。

8.如權利要求7所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述第一接觸結構與所述第二接觸結構之間存在間隔。