[实用新型]浅沟槽隔离结构

说明书

本实用新型提供一种浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构包括：衬底，所述衬底中具有第一沟槽；第一隔离层，形成于所述第一沟槽的底部及侧壁，所述第一隔离层围成有第二沟槽，所述第二沟槽包括下槽部及与所述下槽部连通的上槽部，且所述上槽部的宽度大于所述下槽部的宽度；以及第二隔离层，填充于所述第二沟槽中。本实用新型通过倾斜离子注入，使得隔离层上部的刻蚀速率大于下部的刻蚀速率，通过蚀刻工艺使隔离层上部的开口增大，形成漏斗形结构，可以避免由于绝缘材料在浅沟槽结构开口处的沉积速率大于底部的沉积速率，而造成浅沟槽结构的绝缘层中形成空洞，提高绝缘材料的填充质量，从而提高了浅沟槽隔离结构的性能。

技术领域

本实用新型属于半导体集成电路设计及制造领域，特别是涉及一种浅沟槽隔离结构及其制作方法。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的信息存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展，即半导体器件的特征尺寸(CD，Critical Dimension)越小，而半导体芯片的集成度越高。目前，半导体集成电路通常包含有源区和位于有源区之间的隔离区，这些隔离区在制造有源器件之前形成。伴随着半导体工艺进入深亚微米时代，半导体器件的有源区隔离层已大多采用浅沟槽隔离工艺(Shallow Trench Isolation，STI)来制作。

随着半导体技术的飞速发展，集成电路制造工艺越来越小，浅沟槽隔离技术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，其主要工艺包括：1)在衬底中刻蚀出浅沟槽结构；2)于所述浅沟槽结构中填充绝缘层。然而，在填充绝缘层的过程中，由于绝缘材料在浅沟槽结构开口处的沉积速率大于底部的沉积速率，会使得浅沟槽结构中的绝缘层中形成空洞，从而影响浅沟槽隔离结构的隔离性能。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种浅沟槽隔离结构及其制作方法，用于解决现有技术中绝缘层沉积过程中会在内部形成空洞，从而影响浅沟槽隔离结构的隔离性能的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种浅沟槽隔离结构的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：提供衬底，所述衬底表面形成有氧化物保护层，图案化刻蚀所述氧化物保护层以及所述衬底，以于所述衬底中形成第一沟槽；沉积第一隔离层于所述第一沟槽的底部及侧壁，所述第一隔离层围成有间隙沟槽，且所述第一隔离层具有位于所述间隙沟槽两侧的第一侧壁部及第二侧壁部；对所述第一侧壁部进行第一倾斜离子注入，以在所述第一侧壁部的上部形成第一掺杂隔离部，对所述第二侧壁部进行第二倾斜离子注入，以在所述第二侧壁部的上部形成第二掺杂隔离部；刻蚀所述第一掺杂隔离部以及所述第二掺杂隔离部，以拓宽所述间隙沟槽的开口，以形成第二沟槽，其中，所述刻蚀对所述第一掺杂隔离部以及所述第二掺杂隔离部的刻蚀速率大于对所述第一隔离层的刻蚀速率；以及沉积第二隔离层于所述第二沟槽中。

可选地，所述第一倾斜离子注入的注入方向与垂直方向的第一夹角介于5度～45度，所述第二倾斜离子注入的注入方向与垂直方向的第二夹角介于5度～45度。

可选地，所述第一倾斜离子注入包括一级注入或多级注入，所述第二倾斜离子注入包括一级离子注入及多级离子注入中的一种。

可选地，所述第一隔离层的材质包括二氧化硅，所述第一倾斜离子注入的注入离子包括氮离子，所述第二倾斜离子注入的注入离子包括氮离子。

可选地，所述第二沟槽包括下槽部及与所述下槽部连通的上槽部，所述上槽部的宽度大于所述下槽部的宽度，以使得所述第二沟槽呈漏斗形结构。

可选地，所述上槽部包括相对的两弧形侧壁。

可选地，图案化刻蚀所述氧化物保护层以及所述衬底包括步骤：依次沉积硬掩膜层及光刻胶层于所述氧化物保护层上；对所述光刻胶层进行曝光处理，定义出所述第一沟槽的图形；利用干法刻蚀依次刻蚀所述硬掩膜层、氧化物保护层以及所述衬底，以形成所述第一沟槽。