[发明专利]形成浅沟槽隔离区的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制作技术，特别涉及一种形成浅沟槽隔离区的方法。

背景技术

现有技术浅沟槽隔离区（STI）的具体制作方法包括如下步骤：

步骤11、在半导体衬底100上热氧化生长隔离氧化层101，以保护有源区在后续去掉氮化硅层的过程中免受化学玷污，以及作为氮化硅层与硅衬底之间的应力缓冲层，所述半导体衬底为硅衬底；

步骤12、在所述隔离氧化层101的表面沉积氮化硅层102；其中，本步骤中沉积得到的氮化硅层是一层坚固的掩膜材料；

步骤13、浅沟槽的刻蚀：依次刻蚀氮化硅层102、隔离氧化层101及半导体衬底100，在所述半导体衬底100内形成沟槽；

步骤14、沟槽衬垫氧化硅103的生长，在沟槽内部表面生长一层衬垫氧化硅103，该衬垫氧化硅103用于改善半导体衬底与后续填充的氧化物之间的界面特性；

步骤15、对所述衬垫氧化硅103进行退火处理，

步骤16、沟槽氧化物104填充及抛光，采用高密度等离子体化学气相沉积（HDPCVD）的方法，在沟槽内填充氧化物，然后进行氧化物的抛光；其中，在步骤12中沉积得到的氮化硅层，可以在执行本步骤的过程中保护有源区，充当抛光的阻挡材料，防止氧化物的过度抛光；

具体的，HDPCVD采用边沉积边刻蚀的方法进行填充，即使用同步沉积和刻蚀，沉积的速率大于刻蚀的速率，这样就会减少沟槽内空洞（via）的产生。

步骤17、去除所述氮化硅层102。

根据上述描述，步骤11至16形成的结构示意图如图1a所示，步骤17形成的结构示意图如图1b所示。

需要说明的是，在形成浅沟槽隔离区的过程中，会在多个步骤中用到具有腐蚀性的酸碱溶液，例如，步骤16中进行氧化物的抛光时，抛光酸溶液在研磨的过程中可能从S TI和有源区（AA）之间的缝隙进入到半导体衬底表面，不仅腐蚀AA拐角处的隔离氧化层，而且腐蚀AA拐角处的半导体衬底表面，在图1b中出现如图所示的缺陷。再例如，步骤17去除氮化硅层102也会用到酸溶液，这时，如果AA拐角处的衬垫氧化硅膜质量不高，也很容易受到酸的腐蚀，进而腐蚀到半导体衬底表面。后续在浅沟槽隔离区两侧的有源区上形成多晶硅栅极，很有可能因为凹陷的存在，使得刻蚀多晶硅栅极不完全，导致两个有源区上的多晶硅栅极电性相连。因此如何改善AA拐角处衬垫氧化硅膜的质量，成为业内关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种形成浅沟槽隔离区的方法，能够改善AA拐角处的衬垫氧化硅膜质量。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种形成浅沟槽隔离区的方法，该方法包括：

在半导体衬底上依次形成隔离氧化层和氮化硅层；

依次刻蚀氮化硅层、隔离氧化层及半导体衬底，在所述半导体衬底内形成沟槽；

在所述沟槽内部表面生长一层衬垫氧化硅；

对所述衬垫氧化硅进行退火处理；

在沟槽内进行氧化物的填充及抛光，形成浅沟槽隔离区，并去除所述氮化硅层；

对所述衬垫氧化硅进行退火处理时，通入氧气以提高衬垫氧化硅的形成质量。

采用高密度等离子体化学气相沉积HDPCVD方法在沟槽内填充氧化物。

从上述方案可以看出，本发明在形成浅沟槽隔离区，对衬垫氧化硅进行退火处理的同时，还通入氧气，进一步改善衬垫氧化硅的形成质量，尤其是AA拐角处的衬垫氧化硅膜质量，能够与隔离氧化层连接得更紧密，使之更能抵抗酸碱溶液的腐蚀，从而避免在AA拐角处出现凹陷。

附图说明

图1a至图1b为现有技术形成浅沟槽隔离区的具体过程的结构示意图。

图2a至2b为本发明形成浅沟槽隔离区具体过程的结构示意图。

图2为本发明浅沟槽隔离区制作方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明浅沟槽隔离区的具体制作过程示意图请参阅图2a至图2b，具体制作方法的流程示意图如图2所示，包括如下步骤：

步骤21、在半导体衬底100上依次形成隔离氧化层101和氮化硅层102；

具体地，在半导体衬底100上热氧化生长隔离氧化层101，以保护有源区在后续去掉氮化硅层的过程中免受化学玷污，以及作为氮化硅层与硅衬底之间的应力缓冲层；然后在所述隔离氧化层101的表面沉积氮化硅层102；其中，本步骤中沉积得到的氮化硅层是一层坚固的掩膜材料；