[发明专利]形成有源区的方法及半导体器件

说明书

本申请提供了一种形成有源区的方法及半导体器件。其中，该方法包括以下步骤：形成基体结构，包括形成有浅沟槽的衬底，形成于相邻浅沟槽之间的衬底中的预备有源区，以及形成于衬底表面上的掩膜层，且掩膜层中形成有与浅沟槽的位置对应且宽度大于浅沟槽的宽度的通孔；在浅沟槽中形成上表面低于衬底的上表面的第一隔离介质层；沿通孔刻蚀去除预备有源区的两侧边角；沿通孔对预备有源区进行氧化处理，以形成具有圆角部的有源区；在通孔中形成与第一隔离介质层相连接的第二隔离介质层。该方法能够形成具有圆形边角的有源区，从而增加形成于有源区中有源器件的有效沟道宽度，并提高有源器件的工作电流。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路的制作工艺，尤其涉及一种形成有源区的方法及半导体器件。

背景技术

在半导体器件的制作过程中，需要在衬底中定义有源区的位置，然后在有源区中形成晶体管等有源器件。当有源器件处于工作状态时，有源区中会形成导电沟道，且随着导电沟道长度的减小或导电沟道宽度的增加，有源器件的工作电流会随之增加。目前，通常采用浅沟槽隔离技术(Shallow Trench Isolation，STI)定义有源区的位置，即在衬底中形成沟槽隔离结构，并将相邻沟槽隔离结构之间的衬底作为有源区。

在图1至图4中示出了现有技术中形成有源区的方法。该方法包括以下步骤：首先，在衬底10′的表面上形成包括依次形成的SiO₂层21′和Si₃N₄层23′的掩膜层20′，并依次刻蚀掩膜层20′和衬底10′，以在衬底10′中形成浅沟槽30′，并将相邻浅沟槽30′之间的衬底10′作为有源区40′，进而形成如图1所述的基体结构；然后，回蚀掩膜层20′以在掩膜层20′中形成宽度大于浅沟槽30′的宽度的通孔50′，进而形成如图2所示的基体结构；接下来，在浅沟槽30′的侧壁上形衬垫氧化物层61′，并在浅沟槽30′和通孔50′中形成隔离介质层63′以形成沟槽隔离结构60′，进而形成如图3所示的基体结构；最后，去除掩膜层20′，进而形成如图4所示的基体结构。

由现有技术可知，具有圆形边角的有源区能够增加有源器件的有效沟道宽度。然而，上述方法所形成的有源区具有近乎直角的边角，从而无法增加有源器件的有效沟道宽度，进而无法提高有源器件的工作电流。同时，在上述制作方法中隔离介质层通过一次沉积工艺形成，使得隔离介质层与浅沟槽之间的结合力不高，进而影响沟槽隔离结构的隔离效果。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。

发明内容

本申请旨在提供一种形成有源区的方法及半导体器件，以形成具有圆形边角的有源区，从而增加形成于有源区中有源器件的有效沟道宽度，并提高有源器件的工作电流。

为此，本申请提供了一种形成有源区的方法，该方法包括以下步骤：形成基体结构，包括形成有浅沟槽的衬底，形成于相邻浅沟槽之间的衬底中的预备有源区，以及形成于衬底表面上的掩膜层，且掩膜层中形成有与浅沟槽的位置对应且宽度大于浅沟槽的宽度的通孔；在浅沟槽中形成上表面低于衬底的上表面的第一隔离介质层；沿通孔刻蚀去除预备有源区的两侧边角；沿通孔对预备有源区进行氧化处理，以形成具有圆角部的有源区；在通孔中形成与第一隔离介质层相连接的第二隔离介质层，且第一隔离介质层和第二隔离介质层构成隔离介质层。

进一步地，形成基体结构的步骤包括：在衬底的表面上形成掩膜层；依次刻蚀掩膜层和衬底，以在衬底中形成浅沟槽，并将相邻浅沟槽之间的衬底作为预备有源区；回蚀掩膜层以形成通孔。

进一步地，在形成掩膜层的步骤中，形成包括依次形成的SiO₂层和Si₃N₄层的掩膜层。

进一步地，在回蚀掩膜层的步骤中，形成宽度为浅沟槽宽度的1.2～2倍的通孔。