[发明专利]一种浅沟槽隔离结构的制作方法

说明书

本发明提供了一种浅沟槽隔离结构的制作方法，通过控制浅沟槽内绝缘层的填充厚度，使位于第二浅沟槽内的绝缘层的上表面与位于第一区域与第二区域的衬垫氧化层的上表面齐平，并在绝缘层上形成第二阻挡层及第一光刻胶层，然后去除第一光刻胶层和部分第二阻挡层及部分绝缘层，至暴露出第一阻挡层，且使第二沟槽上保留有第二阻挡层，从而避免了第二沟槽因过研磨而出现凹陷，优化了衬底整体的平坦度。进一步的，由于衬底边缘绝缘层上保留有第二阻挡层，避免了光刻去边工艺造成的衬底边缘裸露所导致的器件良率缺失的问题。而且，本发明可通过控制第一阻挡层与第二阻挡层的厚度，使最后刻蚀停在第一阻挡层，可缩短或省略化学机械研磨过程。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的制作方法

背景技术

在现今的集成电路工业中，数以千万的半导体元件可形成在单一晶片中，每一晶片上的元件必须彼此电性绝缘，以不影响其它的元件，半导体元件的绝缘已成为金属氧化物半导体晶体管及双极集成电路技术的重要组成部分。随着半导体元件的高度整合，在元件之间的电性隔离不良的情况下会导致例如漏电流、耗能及影响元件的功能。浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)是一较佳的电性隔离技术，特别适用于具有高整合度的半导体晶片，并且具有次微米尺寸的浅沟槽隔离结构可有效防止闭锁和穿透现象。

图1a～图1c是现有技术中浅沟槽隔离结构制作工艺流程的结构示意图，请参阅图1a～图1c，现有的一种STI的基本工艺流程包括：如图1a所示，首先，在衬底100上依次沉积衬垫氧化层101、氮化硅阻挡层102，然后光刻形成图案化的光刻胶，通过刻蚀在衬底内形成一定深度的沟槽；然后，如图1b所示，沉积绝缘氧化层103填充沟槽；最后，如图1c所示，用化学机械抛光(CMP)技术去掉表面绝缘氧化层103，使衬底表面平坦化，并形成沟槽隔离区和有源区。

在上述的工艺流程中，衬底表面平坦化的过程中，在沟槽区容易过度研磨造成凹陷(尤其是大块沟槽区)，影响衬底的整体平坦度的同时降低STI的隔离效果。同时，由于在STI光刻时进行衬底边缘曝光工艺，造成衬底边缘的氮化硅阻挡层被刻蚀，由于没有阻挡层，衬底边缘会因过度研磨形成严重下陷导致衬底硅层裸露，甚至严重的可能磨光相邻区域阻挡层损伤到硅层。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的制作方法，可避免在化学机械研磨过程中，大块沟槽区的凹陷问题及因衬底边缘曝光工艺造成的衬底边缘裸露进而导致的器件良率缺失的问题。

本发明提供一种浅沟槽隔离结构的制作方法，包括：

提供一衬底，所述衬底包括具有间隔的第一区域与第二区域；

在所述衬底上依次形成衬垫氧化层和第一阻挡层；

依次刻蚀所述第一阻挡层、衬垫氧化层及部分衬底，以形成多个浅沟槽，其中所述第一区域内至少形成有一个第一浅沟槽、所述第一区域与所述第二区域之间形成有第二浅沟槽；

在所述第一阻挡层和浅沟槽上形成绝缘层，其中位于所述第二浅沟槽内的绝缘层的上表面与位于所述第一区域与第二区域的所述衬垫氧化层的上表面齐平；

在所述绝缘层上依次形成第二阻挡层和第一光刻胶层；

去除所述第一光刻胶层、第二阻挡层及绝缘层，至暴露出所述第一区域的所述第一阻挡层。

可选的，所述第二阻挡层与所述第一阻挡层之间的厚度差小于或等于500埃。

可选的，形成多个浅沟槽的步骤包括：

在所述第一阻挡层上形成第二光刻胶层；

对所述第二光刻胶层进行曝光与显影，形成图形化的第二光刻胶层；

以图形化的第二光刻胶层为掩膜，依次刻蚀所述第一阻挡层、衬垫氧化层及部分衬底，以形成多个浅沟槽；