[发明专利]浅沟槽隔离结构的制造方法及其形成的浅沟槽隔离结构

说明书

本发明公开了一种浅沟槽隔离结构的制造方法及其形成的浅沟槽隔离结构。该制造方法包括：提供一衬底；于所述衬底上形成垫氧化层和垫氮化层，并使用第一刻蚀制程形成隔离沟槽；使用一具有预设温度为80～150℃的表面处理液来消除所述隔离沟槽内衬底表面上的离子电荷和/或残氧基团，并形成一第一氧化层，所述表面处理液包括比例为(2.2～6.3)：1的硫酸和氧化物的混合溶液；使用第二刻蚀制程刻蚀暴露所述衬底并形成一宽度为1‑15nm的台阶；使用原位蒸汽产生制程在所述隔离沟槽内形成一第二氧化层以钝化所述台阶；于所述钝化后的隔离沟槽中沉积绝缘介质，平坦化所述绝缘介质以形成所述浅沟槽隔离结构。本发明的制造方法避免或降低刻蚀过程中对衬底的损伤。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，特别是涉及一种浅沟槽隔离结构的制造方法及其形成的浅沟槽隔离结构。

背景技术

浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation, STI)工艺是集成电路功能一重要制程，其可防止相邻的半导体器件之间的电流泄漏，以及发挥其他电学性能的作用。目前，在通过刻蚀，例如干刻蚀或湿刻蚀制造硅（Si）衬底的浅沟槽隔离结构的过程同时，其损伤到硅表面，并且进一步地导致将硅衬底的线宽退缩，引起关键尺寸(Critical Dimension,CD)的变化，从而导致潜在问题，例如电性，良率不稳定的情况出现。

目前浅沟槽隔离结构的制造过程中，利用热氧化法，例如高温炉管氧化、快速热氧化、原位水蒸气产生氧化法在所述硅衬底的硅表面形成一较大厚度的氧化膜层。因此，提供一种新的浅沟槽隔离结构的制造方法避免或降低刻蚀过程中对硅衬底的损伤十分重要。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，解决了现有的浅沟槽隔离结构制造过程中对衬底损伤的问题，保证了衬底中CD原有线宽不被破坏。

本发明的另一目的在于提供一种利用该浅沟槽隔离结构的制造方法形成的浅沟槽隔离结构。

为实现上述目的及相关目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，所述浅沟槽隔离结构包括：提供一衬底；于所述衬底上形成垫氧化层和垫氮化层，并使用第一刻蚀制程刻蚀所述垫氮化层、垫氧化层及部分衬底以形成隔离沟槽；使用一具有预设温度为80～150℃的表面处理液来消除所述隔离沟槽内衬底表面上的离子电荷和/或残氧基团，并形成一第一氧化层，所述表面处理液包括硫酸和氧化物的混合溶液，所述硫酸和氧化物的比例为(2.2～6.3)：1；使用第二刻蚀制程刻蚀所述垫氮化层、所述垫氧化层及所述第一氧化层，以暴露所述衬底并形成一宽度为1-15nm的台阶；使用原位蒸汽产生制程在所述隔离沟槽内形成一第二氧化层以钝化所述台阶，而形成钝化后的隔离沟槽；于所述钝化后的隔离沟槽中沉积绝缘介质，平坦化所述绝缘介质以形成所述浅沟槽隔离结构。

在本发明的公开的一些实施方式中，所述第一刻蚀制程采用干法刻蚀制程。

本发明的公开的一些实施方式中，所述氧化物为过氧化氢或臭氧。

在本发明的公开的一些实施方式中，所述第一氧化层的厚度为6-13nm。

在本发明的公开的一些实施方式中，所述第二刻蚀制程采用湿法刻蚀制程。

在本发明的公开的一些实施方式中，所述湿法刻蚀制程包括：使用磷酸进行第一次湿法刻蚀，以刻蚀所述垫氮化层；使用所述表面处理液对第一次湿法刻蚀后的隔离沟槽进行表面处理；用氢氟酸进行第二次湿法刻蚀，以刻蚀所述垫氧化层和所述第一氧化层。

本发明还提供了一种采用如上所述的浅沟槽隔离结构的制造方法形成的浅沟槽隔离结构。