[发明专利]浅沟槽隔离结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的形成方法。

背景技术

图1～图7为现有技术中浅沟槽隔离(STI)结构的形成方法的过程剖面示意图，该方法主要包括以下步骤：

步骤1001，参见图1，在半导体衬底101上依次形成垫氧化物(Pad Oxide)层102和氮化物层103。

在本步骤中，首先采用热氧化工艺在半导体衬底101上形成二氧化硅作为垫氧化物层102，然后在垫氧化物层102之上沉积氮化硅作为氮化物层103。

其中，氮化物层103在后续步骤中作为化学机械研磨(CMP)的停止层，垫氧化物层102在后续步骤中作为氮化物层103的刻蚀停止层。

步骤1002，参见图2，依次对氮化物层103、垫氧化物层102和半导体衬底101刻蚀，形成沟槽。

在本步骤中，首先对氮化物层103进行刻蚀，然后以刻蚀后的氮化物层103为掩膜，对垫氧化物层102和半导体衬底101刻蚀，从而形成沟槽。

步骤1003，参见图3，在沟槽内壁以及氮化物层103的表面形成内衬氧化物(Liner Oxide)层104。

内衬氧化物层104的主要成分为二氧化硅。

内衬氧化物层104的形成可通过热氧化工艺来实现。

内衬氧化物层104覆盖在沟槽内壁上，用于修补刻蚀过程中对沟槽内壁造成的损伤。

步骤1004，参见图4，采用高密度等离子体(HDP)化学气相沉积(CVD)工艺形成氧化物105。

氧化物105的主要成分为二氧化硅。

所形成的氧化物105填充在沟槽中，以及覆盖在氮化物层103之上的内衬氧化物层104表面。

步骤1005，参见图5，采用化学机械研磨(CMP)工艺实现半导体衬底101表面的平坦化。

在本步骤中，采用CMP工艺对氧化物105进行研磨，且将氮化物层103表面的内衬氧化物层104完全去除。

步骤1006，参见图6，对氮化物层103刻蚀，将氮化物层103去除。

氮化物层103的去除方法通常为湿法刻蚀。

步骤1007，参见图7，对半导体衬底101表面的垫氧化物层102进行刻蚀，将垫氧化物层102去除。

垫氧化物层102的刻蚀方法通常为湿法刻蚀。

至此，完成了STI结构的制作，在后续步骤中，在半导体衬底101表面还形成栅氧化层和多晶硅层，并采用刻蚀、沉积、离子注入等一系列工艺完成有源区中半导体器件的制作。

在实际应用中，STI结构的形成方法可能还包括其他步骤，由于其他步骤和本发明无关，故不再一一详细介绍。

至此，本流程结束。

然而，在上述步骤1007中，垫氧化物层102与内衬氧化物层104、氧化物105的主要成分基本相同，又由于湿法刻蚀具有各向同性，当采用湿法刻蚀去除垫化物层102的过程中，可能会将与垫氧化物层102相邻的内衬氧化物层104去除，甚至进一步将与内衬氧化物层104相邻的氧化物105去除，从而在所制成的STI结构中形成如图7中虚线圆圈所示的凹陷。在半导体器件的制作流程中，当STI结构形成后，后续步骤还涉及多晶硅层的形成过程，后续形成的多晶硅有可能进入所示凹陷区域，并残留在所示凹陷区域中，由于多晶硅是一种非绝缘性的材料，因此大大降低了STI结构的绝缘性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法，以提高浅沟槽隔离结构的绝缘性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种浅沟槽隔离结构的形成方法，该方法包括：

在半导体衬底上依次形成垫氧化物层和氮化物层，并对所述氮化物层、垫氧化物层和半导体衬底刻蚀，形成沟槽；

在所述沟槽内壁形成内衬氧化物层，并在所述沟槽中填充氧化物；

去除所述氮化物层；

形成隔离侧壁层，所述形成的隔离侧壁层位于所述垫氧化物层之上、且环绕所述沟槽；

将未被所述隔离侧壁层覆盖的垫氧化物层去除。

所述形成隔离侧壁层的方法包括：

沉积氮化硅，所述沉积的氮化硅覆盖在垫氧化物层表面、氧化物表面以及暴露出来的内衬氧化物层的表面；

对氮化硅进行刻蚀，形成隔离侧壁层。

所述沉积的氮化硅的厚度为100埃至300埃。

所述形成隔离侧壁层的方法包括：

沉积氮氧化硅，所述沉积的氮氧化硅覆盖在垫氧化物层表面、氧化物表面以及暴露出来的内衬氧化物层的表面；