[发明专利]浅沟槽隔离结构形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及浅沟槽隔离结构形成方法。

背景技术

随着半导体工艺进入深亚微米时代，0.18微米以下的元件例如CMOS集成电路的有源区之间大多采用浅沟槽隔离结构进行横向隔离，在专利号为US7112513的美国专利中还能发现更多关于浅沟槽隔离技术的相关信息。

浅沟槽隔离结构作为一种器件隔离技术，其具体工艺包括：提供依次形成有衬垫氧化层和硬掩膜层的衬底；依次刻蚀所述硬掩膜层、衬垫氧化层和衬底形成浅沟槽；在浅沟槽内填入介质，并在衬底表面形成介质层，所述介质材料可以为氧化硅；对所述介质进行退火；用化学机械抛光法(Chemical Mechanical Polishing，CMP)处理所述介质层；去除所述硬掩膜层和衬垫氧化层。

采用上述工艺，形成如图1所述的浅沟槽隔离结构，包括：衬底100；形成在衬底100内并略高于衬底100表面的浅沟槽隔离结构101。参考图2，在后续工艺中，会在浅沟槽隔离结构101之间、衬底100的表面形成多晶硅的栅极结构。但是，形成在衬底100的表面的多晶硅栅极结构之间通常会出现穿通或者短路现象。

发明内容

本发明解决的问题是避免浅沟槽隔离结构之间的多晶硅栅极结构出现穿通或者短路现象。

为解决上述问题，本发明提供一种浅沟槽隔离结构形成方法，包括：提供表面形成有衬垫氧化层的衬底；对所述衬垫氧化层进行掺杂离子注入，形成掺杂衬垫氧化层；在所述掺杂衬垫氧化层表面形成硬掩膜层；在所述硬掩膜层、掺杂衬垫氧化层和衬底内形成沟槽；形成填充所述沟槽的填充介质层；去除所述硬掩膜层，暴露出掺杂衬垫氧化层；去除所述掺杂衬垫氧化层暴露出衬底。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过对所述衬垫氧化层进行掺杂离子注入，形成掺杂衬垫氧化层，增加衬垫氧化层的湿法蚀刻率，从而在去除所述掺杂衬垫氧化层暴露出衬底步骤中，减少湿法蚀刻时间，从而在去除所述掺杂衬垫氧化层暴露出衬底步骤中，避免去除掺杂衬垫氧化层的同时对填充介质层造成较大的损失，从而不会使得高于衬底的表面的填充介质层过于狭窄，在后续的形成多晶硅栅极结构时，填充介质层作为高于衬底的表面的浅沟槽隔离结构能够有效隔离相邻的多晶硅栅极结构，避免相邻的多晶硅栅极结构出现穿通或者短路现象。

附图说明

图1是现有技术形成的浅沟槽隔离结构示意图；

图2为在现有技术形成的浅沟槽隔离结构上形成栅极结构的示意图；

图3为本发明的浅沟槽隔离结构形成方法流程示意图；

图4至图11为本发明提供的浅沟槽隔离结构形成方法一实施例过程示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，形成在衬底100的表面的多晶硅栅极结构之间通常会出现穿通或者短路现象。为此，本发明的发明人经过研究发现，所述穿通或者短路现象是由于位于多晶硅栅极结构之间的、高于衬底100的表面的浅沟槽隔离结构101过于狭窄，无法有效电隔离相邻的多晶硅栅极结构，从而使得相邻的多晶硅栅极结构出现穿通或者短路现象。

经过发明人进一步研究，发现所述高于衬底表面的浅沟槽隔离结构过于狭窄的原因在于：在去除硬掩膜层和衬垫氧化层采用湿法去除，而衬垫氧化层与浅沟槽隔离结构采用的材料都为二氧化硅，在去除衬垫氧化层时同时会过多地去除部分高于衬底表面的浅沟槽隔离结构，使得高于衬底表面的浅沟槽隔离结构过于狭窄。

为此，本发明的发明人提供一种优化的浅沟槽隔离结构形成方法，请参考图3，包括如下步骤：

步骤S101，提供表面形成有衬垫氧化层的衬底；

步骤S102，对所述衬垫氧化层进行掺杂离子注入，形成掺杂衬垫氧化层；

步骤S103，在所述掺杂衬垫氧化层表面形成硬掩膜层；

步骤S104，在所述硬掩膜层、掺杂衬垫氧化层和衬底内形成沟槽；

步骤S105，形成填充所述沟槽的填充介质层；

步骤S106，去除所述硬掩膜层，暴露出掺杂衬垫氧化层；

步骤S107，去除所述掺杂衬垫氧化层暴露出衬底。