[发明专利]一种浅沟槽隔离填充的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及半导体制备技术领域，特别是涉及一种浅沟槽隔离填充的方法。

背景技术 　　随着半导体技术的飞速发展，集成电路制造工艺已经深入深亚微米时代。浅沟槽隔离（Shallow Trench Isolation）技术，由于其具有优异的隔离性能和平坦的表面形状以及良好的抗锁性能等，已经成为一种广泛应用于CMOS器件制造过程中的器件隔离技术。

    而实践中通常采用淀积-蚀刻-淀积-蚀刻-淀积的循环方式进行浅沟槽的隔离填充，一种典型方法如下：首先提供一硅衬底，然后在硅衬底上形成一有源区，然后在上述步骤中形成的有源区旁边形成另外一个有源区，在两个有源区中形成横跨两个有源区的浅沟槽，并在浅沟槽内填充二氧化硅。这种浅沟槽隔离填充技术经过多年的发展日益成熟，其可以有效利用有源区的线宽，提高集成度，并可以达到极高的表面平坦化程度。

但是，在现代CMOS器件的制造中，随着器件关键尺寸不断地按照比例缩小，浅沟槽隔离的深宽比也变得越来越大。因此，上述的浅沟槽隔离填充方式所产生的问题有：浅沟槽的填充容易产生孔洞以及空隙，使得浅沟槽的完整填充工艺遭受了越来越大的挑战；而且，浅沟槽隔离填充工艺过程也变得越来越复杂和难以控制，生产成本也随之增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浅沟槽隔离填充的方法，其可实现无空洞的浅沟槽填充效果，并且具有工艺过程简单、易控制的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种浅沟槽隔离填充的方法，其中，包括以下的步骤：

步骤S1：提供一硅衬底并在所述硅衬底上沉积一层二氧化硅薄膜；

步骤S2：在所述二氧化硅薄膜上依次沉积一层底部抗反射层和一层光刻胶层；

步骤S3：进行光刻工艺，在所述光刻胶层中形成多个开口；

步骤S4：通过所述开口蚀刻所述二氧化硅薄膜以形成位于二氧化硅薄膜内的多个沟槽；

步骤S5：在沟槽内生长硅外延层以形成有源区；

其中，相邻的有源区之间的二氧化硅薄膜构成浅沟槽隔离结构，并且所述有源区用于构成金属氧化物半导体场效应晶体管的阱区。

本发明的一种浅沟槽隔离填充的方法，通过首先形成浅沟槽隔离的介电质，而后再形成有源区，有效克服了现有技术中的浅沟槽隔离介电质填充方法的遇到的填充局限性和挑战，实现了无空洞的介电质填充效果，工艺过程简单，易控制，成本低廉。 

附图说明

图1为本发明的浅沟槽隔离填充的方法的流程图。

图2为本发明的浅沟槽隔离填充的方法的。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的浅沟槽隔离填充的方法做进一步详细的说明。

正是基于现有技术中的浅沟槽隔离技术而提出了本发明的各种具体的实施方式。

如图1和图2a至2d所示，本发明的浅沟槽隔离填充的方法，其包括以下的步骤：

一种浅沟槽隔离填充的方法，包括以下的步骤：

步骤S1：提供一硅衬底101，并在硅衬底101上沉积一层二氧化硅薄膜102； 

步骤S2：在二氧化硅薄膜102上依次沉积一层底部抗反射层103和光刻胶层104；光刻胶层104通过旋涂法形成于底部抗反射层103之上；

步骤S3：经过曝光、显影等光刻工艺后在所述光刻胶层104中形成与所需浅沟槽对应的多个开口105；

步骤S4：通过光刻胶层104中的多个开口105蚀刻二氧化硅薄膜102形成浅沟槽106；其中，本步骤中，以光刻胶层104为掩膜，经由开口105，采用干法刻蚀的方法刻蚀底部抗反射层103和二氧化硅薄膜层102，使得二氧化硅薄膜102形成浅沟槽106，并用灰化法去除光刻胶层104和底部抗反射层103。

步骤S5：在形成的浅沟槽106内形成有源区107；其中，在本步骤中，首先，在浅沟槽107内沉积生长一层外延层（同质外延层，也即硅外延层）,然后再在外延层中掺杂形成有源区108，例如本发明应用于CMOS器件的制备，选择在沟槽106中外延生长P型硅，则由P型硅外延层构成的有源区107可以形成NMOS器件的P型阱区（P-WELL）；而选择在沟槽109中外延生长N型硅，则由N型硅外延层构成的有源区110可以形成PMOS器件的N型阱区（N-WELL），相邻的有源区108和有源区109之间的二氧化硅薄膜区域106a则构成浅沟槽隔离结构（STI）。