[发明专利]浅沟槽隔离结构及其形成方法

权利要求书

1.一种晶体管的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底表面具有掩膜层；

图形化所述掩膜层，在所述掩膜层内形成环形的开口，所述环形开口暴露出半导体衬底的部分表面；

沿所述环形开口刻蚀半导体衬底，形成环形的沟槽；

在所述环形沟槽内形成第一介质层，所述第一介质层的表面低于半导体衬底的表面；

在所述环形沟槽两侧未被介质层覆盖的侧壁表面形成环形的外延层，所述环形的外延层暴露出第一介质层的部分表面；

在所述第一介质层表面形成第二介质层，所述第二介质层填充满所述环形沟槽，形成环形的浅沟槽隔离结构；

在环形浅沟槽隔离结构之间的半导体衬底和外延层上形成栅极，所述栅极横跨覆盖环形浅沟槽隔离结构之间的半导体衬底和环形的外延层以及部分环形浅沟槽隔离结构，所述晶体管的沟道宽度为环形沟槽之间的半导体衬底的宽度及其两侧的外延层的宽度之和。

2.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述开口的宽度为5nm～100nm。

3.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟槽的深度为10nm～200nm。

4.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述沟槽的形状为U形、V形或Σ形。

5.根据权利要求4所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述Σ形的沟槽的形成方法包括：采用干法刻蚀工艺，沿所述开口刻蚀所述半导体衬底形成第一沟槽；采用湿法刻蚀工艺，沿所述第一沟槽刻蚀所述半导体衬底，形成所述Σ形沟槽。

6.根据权利要求5所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底的晶面为(100)。

7.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的表面低于半导体衬底表面5nm～20nm。

8.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的形成方法包括：在所述沟槽内形成介质材料层，所述介质材料层填充满所述沟槽；回刻蚀所述介质材料层，使所述介质材料层的表面低于所述半导体衬底的表面，形成第一介质层。

9.根据权利要求8所述的晶体管的形成方法，其特征在于，回刻蚀所述介质材料层的工艺为干法刻蚀工艺。

10.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的材料为氧化硅或氮氧化硅，所述第二介质层的材料为氧化硅或氮氧化硅。

11.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的材料为高K介质材料，所述第二介质层的材料为高K介质材料。

12.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述外延层的材料与半导体衬底的材料相同。

13.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，所述外延层内具有掺杂离子，所述掺杂离子包括Ge、Xe、In或As中的一种或几种。

14.根据权利要求1所述的晶体管的形成方法，其特征在于，形成所述外延层的工艺为化学气相沉积，所述化学气相沉积的温度范围为700℃～800℃，时间范围为20min～40min。

15.一种晶体管，其特征在于，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底内的环形的浅沟槽隔离结构，所述环形浅沟槽隔离结构包括第一介质层和位于第一介质层表面的第二介质层，所述第二介质层的表面与半导体衬底表面齐平，并且所述第二介质层的宽度小于所述第一介质层的宽度；

位于所述第二介质层两侧并且位于所述第一介质层表面的环形的外延层，所述环形的外延层的表面与半导体衬底的表面齐平；

位于环形浅沟槽隔离结构之间的半导体衬底和外延层上的栅极，所述栅极横跨覆盖环形浅沟槽隔离结构之间的半导体衬底和环形的外延层以及部分环形浅沟槽隔离结构，所述晶体管的沟道宽度为环形浅沟槽隔离结构之间的半导体衬底的宽度及其两侧的外延层的宽度之和。

16.根据权利要求15所述的晶体管，其特征在于，所述第一介质层的宽度为5nm～100nm，所述第一介质层和第二介质层的总厚度为10nm～200nm。