[发明专利]用高质量的氧化物填充半导体器件大型深沟槽的方法

权利要求书

1.一种制备带有填充氧化物的大型深沟槽部分的半导体器件结构的方法，其特征在于，其沟槽尺寸为TCS，沟槽深度为TCD，该方法包括：

a)制备一个块状半导体层，其厚度BSLT大于沟槽深度TCD；在块状半导体层上方设计一个大型沟槽顶部区域，其几何形状与所述的填充氧化物的大型深沟槽相同；

b)将大型沟槽顶部区域按预设的几何形状分成多个散置的、互补的临时半导体台面区以及临时垂直沟槽区；

c)从块状半导体层顶部表面在临时垂直沟槽区开掘多个临时的垂直沟槽，直到深度达到沟槽深度TCD，从而除去对应临时垂直沟槽区的块状半导体材料；并且

d)将对应临时半导体台面区的剩余的块状半导体材料转化成氧化物；并且

如果转化后的临时半导体台面区之间仍然有剩余空间，就沉积氧化物填满所述的剩余空间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分割大型沟槽顶部区域还包括，确保所有分区的互补的临时半导体台面区以及临时垂直沟槽区的几何形状都应设计得足够简易并且小巧，以便于：

d1)快速高效地将对应临时半导体台面区的剩余的块状半导体材料转化成高质量的氧化物；并且

d2)快速高效地用高质量的氧化物填充所述的剩余空间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备多个临时的垂直沟槽还包括：在有源器件沟槽顶部区域中，同时开掘多个很深的有源器件沟槽，布置在块状半导体层上方，与大型沟槽顶部区域分离开来。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，同时制备深有源器件沟槽和临时的垂直沟槽包括：

c1)各向异性地刻蚀深有源和临时垂直沟槽的大多数体积部分；并且

c2)各向同性地刻蚀深有源和临时垂直沟槽的小部分剩余体积，使它们具有圆角，以便于进行后续的处理过程。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，转化剩余的块状半导体材料是通过热氧化，填满所述的剩余空间是通过氧化沉积。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将对应临时半导体台面区的剩余的块状半导体材料转化成氧化物，还包括同时将深有源器件沟槽侧壁的表面部分转化成氧化物。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括在步骤d)之后，

e)平整表面并在有源器件沟槽顶部区中选择性地向下刻蚀氧化物。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个临时半导体台面区的形状都是正方形、长方形、圆形、椭圆形、六角形或多边形。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个临时半导体台面区的尺寸为0.5微米至5微米，每个临时垂直沟槽区的尺寸为0.4微米至3微米。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沟槽尺寸TCS为10微米至100微米，沟槽深度TCD为10微米至50微米。

11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤d)包括：

d1)在深有源器件沟槽上方，选择性地制备临时的氧化物阻挡层；以及

d2)选择性地将对应临时半导体台面区的剩余的块状半导体材料转化成氧化物，并且如果转化后的临时半导体台面区之间仍然有剩余空间，就沉积氧化物填满剩余空间。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

e)在深有源器件沟槽上方，除去临时的氧化物阻挡层并形成衬里氧化物。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，选择性地制备临时的氧化物阻挡层包括制备一个氮化硅层。

14.一种在半导体衬底中制备大型深氧化沟槽的方法，其特征在于，包括：

a)在半导体衬底中，制备多个临时沟槽，这些临时沟槽被它们之间相应数量的剩余半导体台面结构分隔开；并且

b)氧化剩余的半导体台面结构，直到它们充分转化成氧化物为止。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：

c)用绝缘材料填满临时沟槽的剩余空间。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，填满剩余空间包括用氧化物填满临时沟槽的剩余空间。