[發明專利]淺溝槽隔離結構的形成方法

在審

• 申請號: 202011013437.0
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN111933566A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 周儒領;蔡君正;許宗能;吳佳特;詹奕鵬
• 申請（專利權）人: 晶芯成（北京）科技有限公司
• 主分類號: H01L21/762
• 分類號: H01L21/762;H01L21/306
• 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

本發明提供了一種淺溝槽隔離結構的形成方法，包括：提供襯底，刻蝕所述襯底形成溝槽；所述刻蝕過程殘余氟基氣體，所述溝槽的表面被自然氧化形成第一氧化層；對所述襯底進行NH₃浸潤處理，以去除所述第一氧化層；或者，對所述襯底進行NH₃等離子體處理，以去除所述氟基氣體和所述第一氧化層，避免殘余的氟基氣體以及第一氧化層造成溝槽中填充的隔離層進一步氧化，使溝槽中的隔離層橫向（平行于襯底的方向上）變寬導致溝槽兩側的襯底損失，以減少工藝制備與電路設計之間的偏差，提高襯底的有效利用面積。

技術領域

本發明屬于集成電路制造技術領域，具體涉及一種淺溝槽隔離結構的形成方法。

背景技術

伴隨著對超大規模集成電路高集成度和高性能的需求的增加，半導體技術向著65nm甚至更小特征尺寸的技術節點發展，使得溝槽寬度也相應地縮小，深寬比亦隨之提高，這就要求淺溝槽隔離結構的形成能力有進一步的提升。

襯底中形成淺溝槽隔離（STI）結構，即在位于襯底中的溝槽中填充隔離層。實際工藝過程中，溝槽中形成的隔離層存在氧化的現象，使溝槽中的隔離層橫向（平行于襯底的方向上）變寬，導致溝槽兩側的襯底損失（變窄），使襯底的有效利用面積減少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種淺溝槽隔離結構的形成方法，避免溝槽中形成的隔離層進一步氧化，解決襯底損失的問題，以減少工藝制備與電路設計之間的偏差，提高襯底的有效利用面積。

本發明提供一種淺溝槽隔離結構的形成方法，包括：

提供襯底，刻蝕所述襯底形成溝槽；所述刻蝕的過程殘余氟基氣體，所述溝槽的表面被氧化形成第一氧化層；

對所述襯底進行NH₃浸潤處理，以去除所述第一氧化層；或者，對所述襯底進行NH₃等離子體處理，以去除所述氟基氣體和所述第一氧化層；

采用HARP工藝形成填充所述溝槽的隔離層。

進一步的，所述NH₃浸潤處理中，所述NH₃的氣體流量為 1000~10000sccm。

進一步的，所述NH₃浸潤處理中，工作溫度范圍為400~450℃。

進一步的，所述NH₃浸潤處理中，NH₃與所述第一氧化層中的SiO₂發生反應，生成Si、N₂、H₂和H₂O。

進一步的，所述NH₃等離子體處理包括：通入NH₃和N₂，所述NH₃的氣體流量為100-1500sccm，所述N₂的氣體流量為1000-15000sccm，通入NH₃和N₂的時間為2-60s。

進一步的，所述NH₃等離子體處理的反應過程包括：

SiO₂ (g) + 6HF (g) + 2NH₃ (g) 2H₂O(g) + (NH₄)₂ SiF6 (s)

(NH₄)₂ SiF₆ (s) (NH₄)₂ SiF₆ (g) (=100℃) 。