[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底具有第一区域和第一区域相邻的第二区域；

刻蚀所述半导体衬底，在第一区域的半导体衬底内形成若干第一凹槽，所述相邻第一凹槽之间为鳍部，在第二区域的半导体衬底内形成第二凹槽，第二凹槽的宽度大于第一凹槽的宽度；

在所述第一凹槽内填充满第一隔离材料，形成第一隔离结构，在第二凹槽的侧壁形成隔离侧墙；

以所述隔离侧墙为掩膜，刻蚀第二凹槽底部暴露的半导体衬底，形成第三凹槽；

在第二凹槽和第三凹槽内填充满第二隔离材料，形成第二隔离结构。

2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底上还形成有硬掩膜层，第一区域的硬掩膜层具有若干第一开口，第二区域的硬掩膜层具有第二开口，第二开口的宽度大于第一开口的宽度；以所述硬掩膜层为掩膜，沿若干第一开口刻蚀所述第一区域的半导体衬底形成若干第一凹槽，所述相邻第一凹槽之间为鳍部，沿第二开口刻蚀第二区域的半导体衬底形成第二凹槽。

3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜层的材料为氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、无定形碳或碳氮氧化硅。

4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一隔离结构和隔离侧墙的形成方法为：形成覆盖所述硬掩膜层表面的第一隔离材料层，所述第一隔离材料层填充满所述第一凹槽，所述第一隔离材料覆盖所述第二凹槽的侧壁和底部；回刻蚀所述第一隔离材料层，形成填充满第一凹槽的第一隔离结构和位于第二凹槽侧壁的隔离侧墙。

5.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一隔离材料层的材料为二氧化硅。

6.如权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一隔离材料层的形成方法为原子层沉积工艺。

7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一凹槽的宽度为10~50纳米，深度为50~300纳米，所述第二凹槽的宽度为50~500纳米，深度为50~300纳米，所述第三凹槽的宽度为50~450纳米，深度为50~200纳米。

8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的侧壁为垂直侧壁。

9.如权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成工艺为等离子体刻蚀工艺，所述等离子体刻蚀工艺的源功率为550~650W，偏置功率为55~60W，刻蚀腔压力为2~10mtorr，刻蚀气体为CH₂F₂、SF₆、N₂和He。

10.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的侧壁为向第二凹槽外侧倾斜的倾斜侧壁。

11.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的倾斜侧壁与半导体衬底表面的夹角为80~89度。

12.如权利要求10所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二凹槽的形成工艺为等离子体刻蚀工艺，所述等离子体刻蚀工艺的源功率为1100~1250W，偏置功率为200~220W，刻蚀腔压力为10~20mtorr，刻蚀气体为HBr、SF₆和He。

13.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三凹槽的侧壁为向第三凹槽外倾斜的倾斜侧壁。

14.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三凹槽的倾斜侧壁与半导体衬底表面的夹角为45~89度。

15.如权利要求13所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第三凹槽的形成工艺为等离子体刻蚀工艺，所述等离子体刻蚀工艺的源功率为1100~1250W，偏置功率为200~220W，刻蚀腔压力为10~20mtorr，刻蚀气体为HBr、SF₆和He。

16.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二隔离结构的材料为二氧化硅、氮氧化硅或碳氧化硅。