[發明專利]一種淺溝槽隔離結構的制作方法

有效

• 申請號: 202011021046.3
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN111933568B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 蔡明洋;陶磊;王厚有;馮永波
• 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
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 苗曉娟

本發明提供一種淺溝槽隔離結構的制作方法，可改善現有淺溝槽隔離結構的制作過程。淺溝槽隔離結構的制作方法包括如下過程：提供一半導體襯底；在所述半導體襯底上形成一硬掩膜層，并使所述硬掩膜層上具有一寬度等于待形成淺溝槽上側開口寬度的掩膜開口；在所述掩膜開口下方的所述半導體襯底內形成保護層；在所述掩膜開口內的兩側壁體上各形成一調整側壁，并使兩側調整側壁之間的寬度等于待形成淺溝槽的底部寬度；提供一種對所述保護層和所述調整側壁具有不同蝕刻選擇比的蝕刻劑；縱向干法蝕刻所述掩膜開口內的所述調整側壁、所述保護層和所述半導體襯底，直至形成所述淺溝槽。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是一種淺溝槽隔離結構的制作方法。

背景技術

淺溝槽隔離結構（Shallow Trench Isolation 簡稱STI）是在襯底上隔離晶體管有源區的一種絕緣隔離結構，在現行淺溝槽隔離結構的填充技術中,淺溝槽蝕刻形成后，若淺溝槽的壁體過于陡峭，則會在后續采用高密度等離子體工藝（high-density plasma 簡稱HDP）或高縱深比工藝（High Aspect Ratio Process，簡稱HARP）填充介電材料的過程中，在淺溝槽上側開口處容易生成懸突(Over-hang)，這樣會導致淺溝槽頂部開口提前閉合，從而在淺溝槽內的填充介質中產生空洞(Void),空洞會對后續淺溝道隔離結構的絕緣能力造成負面影響，因此，需要提供一種新的淺溝槽隔離結構的制作方法，可以根據需要調整淺溝槽隔離結構的側壁傾斜度，以使得后續介電材料在填充時能避免孔洞或者縫隙的產生。

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的制作方法，用于解決現有淺溝槽制作過程中，淺溝槽兩側傾斜度無法根據填充需要靈活調整的問題。

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作方法，包括如下過程：

提供一半導體襯底；

在所述半導體襯底上形成一硬掩膜層，其中所述硬掩膜層上具有貫通的掩膜開口，所述掩膜開口寬度等于待形成所述淺溝槽的開口寬度；

在所述掩膜開口下方的所述半導體襯底內形成保護層；

在所述掩膜開口內的兩側壁體上各形成一調整側壁，其中，調整側壁之間的寬度等于待形成所述淺溝槽的底部寬度；

提供一蝕刻劑，所述蝕刻劑對所述保護層和所述調整側壁具有不同蝕刻選擇比；

縱向蝕刻所述掩膜開口內的所述調整側壁、所述保護層和所述半導體襯底，直至形成所述淺溝槽。

作為本發明一示例，在所述掩膜開口內的兩側壁體上各形成一調整側壁，并使兩側調整側壁之間的寬度等于待形成淺溝槽的底部寬度的過程包括：

在所述硬掩膜層上方和所述掩膜開口內的側壁及所述保護層上形成一調整層；

干法蝕刻去除所述硬掩膜層上部和所述保護層上部的所述調整層以在所述掩膜開口兩側壁形成所述調整側壁。

作為本發明一示例，形成所述調整層的方法包括化學氣相沉積法。

作為本發明一示例，所述調整側壁為氮化物層。

作為本發明一示例，所述半導體襯底為硅襯底，所述保護層為氧化硅層。

作為本發明一示例，所述保護層由暴露于所述掩膜開口處的所述半導體襯底表面經熱氧化形成。

作為本發明一示例，所述熱氧化的溫度在850~950℃之間。

作為本發明一示例，所述制作方法還包括在所述淺溝槽形成后采用介電材料填充所述淺溝槽的過程。

作為本發明一示例，所述介電材料為二氧化硅。