[发明专利]沟槽隔离结构的形成方法

说明书

一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面具有掩膜层，所述掩膜层暴露出部分衬底表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成沟槽；在所述沟槽的侧壁和底部表面形成衬垫层；在形成所述衬垫层之后，对所述掩膜层的侧壁进行刻蚀，暴露出所述沟槽周围的部分衬底表面；在对所述掩膜层的侧壁进行刻蚀之后，以所述掩膜层和衬垫层为掩膜，在所暴露出的衬底表面掺杂改性离子，在所暴露出的衬底表面形成阻挡层，且所述阻挡层位于包围所述沟槽顶部的衬底表面；在形成阻挡层之后，在所述衬垫层表面形成填充满沟槽的隔离层。所形成的沟槽隔离结构的隔离效果良好。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种沟槽隔离结构的形成方法。

背景技术

半导体集成电路的发展方向为增加密度与缩小元件。在集成电路制造技术中，隔离结构是一种重要技术，形成在半导体衬底上的元件采用隔离结构进行相互间的绝缘隔离。随着半导体制造技术的进步，浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，简称STI)技术由于其隔离效果好、制造工艺简单，已经逐渐取代了传统半导体器件制造技术中，采用例如局部硅氧化工艺(LOCOS)等工艺所形成的常用的隔离结构。

浅沟槽隔离结构在目前的半导体器件制造中用于器件隔离。如图1所示，所述浅沟槽隔离结构包括：位于衬底100内的沟槽；位于沟槽侧壁和底部表面的衬垫氧化层101；以及位于衬垫氧化层101表面、且填充满沟槽的隔离层102。所述浅沟槽隔离结构的形成工艺包括：在衬底100表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出采用刻蚀工艺在衬底内形成沟槽；在所述沟槽的侧壁和底部表面形成衬垫氧化层101；在所述衬底和衬垫氧化层101表面形成填充满所述沟槽的隔离膜；采用化学机械抛工艺抛光所述隔离膜，直至暴露出衬底100表面为止，形成隔离层102。

然而，现有的浅沟槽隔离结构的隔离效果不佳，容易造成形成于衬底的半导体器件性能下降。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种沟槽隔离结构的形成方法，所形成的隔离结构的隔离效果良好。

为解决上述问题，本发明提供一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底表面具有掩膜层，所述掩膜层暴露出部分衬底表面；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述衬底，在所述衬底内形成沟槽；在所述沟槽的侧壁和底部表面形成衬垫层；在形成所述衬垫层之后，对所述掩膜层的侧壁进行刻蚀，暴露出所述沟槽周围的部分衬底表面；在对所述掩膜层的侧壁进行刻蚀之后，以所述掩膜层和衬垫层为掩膜，在所暴露出的衬底表面掺杂改性离子，在所暴露出的衬底表面形成阻挡层，且所述阻挡层位于包围所述沟槽顶部的衬底表面；在形成阻挡层之后，在所述衬垫层表面形成填充满沟槽的隔离层。

可选的，所述改性离子包括碳离子和氮离子；所述碳离子的掺杂浓度为1e19/cm³～1e20/cm³；所述氮离子的掺杂浓度为1e20/cm³～1e21/cm³。

可选的，所述改性离子还包括硼离子、铟离子、磷离子或砷离子；所述硼离子、铟离子、磷离子或砷离子的掺杂浓度为1e18/cm³～1e19/cm³。

可选的，形成所述改性离子的掺杂气体包括：BF₂、AsH₂、B₁₀H₁₄、B₁₈H₂₂、BCl₂、C₂B₁₀H₁₂、C₂B₁₀H₁₄、PH₂中的一种或多种。

可选的，所述阻挡层位于所述衬底内。