[发明专利]带有顶部圆角沟槽隔离结构的制造方法

说明书

本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种带有顶部圆角沟槽隔离结构的制造方法。该方法包括以下依次进行的步骤：提供硅衬底层，硅衬底层上定义有沟槽隔离结构窗口；使得聚合物气体流经硅衬底层；使得聚合物气体电离形成聚合物离子，聚合物离子沉积在沟槽隔离结构窗口的表面形成聚合物层；基于表面形成有形成聚合物层的沟槽隔离结构窗口，对硅衬底层进行第一次刻蚀，形成第一浅沟槽结构，第一浅沟槽结构的顶角上覆盖有剩余聚合物层；基于沟槽隔离结构窗口，对硅衬底层进行第二次刻蚀，使得第一浅沟槽结构向下延伸形成沟槽结构；剩余聚合物层对顶角的保护作用降低第二次刻蚀对顶角的刻蚀速率，使得顶角圆角化形成顶部圆角。

技术领域

本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种带有顶部圆角沟槽隔离结构的制造方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，集成电路中器件的尺寸越来越小，为实现高密度、高性能的MOS晶体管，隔离结构的制作工艺越来越重要。

浅沟槽隔离结构(STI，Shallow Trench Isolation)用于使得相邻MOS晶体管的有源区隔离。

为了提高器件有源区之间的隔离效果，改善器件的漏电流性能，在制作浅沟槽隔离结构的沟槽时通常使得该沟槽的顶角部圆角化形成顶部圆角(TCR，Top CorningRounding)。为了满足不同产品的要求，该顶部圆角按照圆角直径分为小、中、大三种尺寸，当圆角直径大于20nm的顶部圆角为大尺寸顶部圆角。

相关技术在制作大尺寸顶部圆角时，通常会使得所形成的圆角要么下凹，要么表面不平滑，难以形成平滑且外凸的大尺寸顶部圆角。

发明内容

本申请提供了一种带有顶部圆角沟槽隔离结构的制造方法，可以解决相关技术中难以形成平滑且外凸的大尺寸顶部圆角的问题。

为了解决背景技术中所述的技术问题，本申请提供一种带有顶部圆角沟槽隔离结构的制造方法，所述带有顶部圆角沟槽隔离结构的制造方法包括以下依次进行的步骤：

提供硅衬底层，所述硅衬底层上定义有沟槽隔离结构窗口；

使得聚合物气体流经所述硅衬底层；

使得所述聚合物气体电离形成聚合物离子，所述聚合物离子沉积在所述沟槽隔离结构窗口的表面形成聚合物层；

基于表面形成有形成聚合物层的所述沟槽隔离结构窗口，对所述硅衬底层进行第一次刻蚀，形成第一浅沟槽结构，所述第一浅沟槽结构的顶角上覆盖有剩余聚合物层；

基于所述沟槽隔离结构窗口，对所述硅衬底层进行第二次刻蚀，使得所述第一浅沟槽结构向下延伸形成沟槽结构；

所述剩余聚合物层对所述顶角的保护作用降低所述第二次刻蚀对所述顶角的刻蚀速率，使得所述顶角圆角化形成顶部圆角。

可选地，所述提供硅衬底层，所述硅衬底层上定义有沟槽隔离结构窗口的步骤，包括：

提供硅衬底层；

通过掩模结构在所述硅衬底层上定义出沟槽隔离结构窗口；位于所述沟槽隔离结构窗口位置处的硅衬底层上表面外露。

可选地，所述使得聚合物气体流经所述硅衬底层的步骤，包括：

使得聚合物气体流经所述硅衬底层时，所述聚合物气体也流经所述沟槽隔离结构窗口。

可选地，所述使得聚合物气体流经所述硅衬底层的步骤，包括：

使得碳氟比大于0.5的聚合物气体流经所述硅衬底层。

可选地，所述聚合物气体为三氟甲烷CHF3、二氟甲烷CH2F2，全氟丁二烯C4F6，八氟环戊烯C5F8，氟甲烷CH3F中任意一种气体或多种气体的组合。