[发明专利]形成浅沟槽隔离(STI)结构的方法

权利要求书

1.一种形成用于集成电路的沟槽隔离结构的方法，所述方法包括：

在半导体衬底上方形成氮化物层；

穿透所述氮化物层及所述半导体衬底的部分执行沟槽蚀刻工艺以形成沟槽；

沉积沟槽氧化物层于所述氮化物层的剩余部分上方且使其延伸到所述沟槽中以形成经填充沟槽；

沉积牺牲平坦化层于所述沟槽氧化物层上方，所述牺牲平坦化层对所述沟槽氧化物层具有蚀刻选择性；

执行多步骤蚀刻工艺，其包含：

平坦化蚀刻工艺，其移除所述牺牲平坦化层且减小所述沟槽氧化物层的上表面中的表面变化；及

移除所述氮化物层的所述剩余部分，使得所述经填充沟槽的剩余氧化物界定突出于所述半导体衬底的经曝露上表面上方的沟槽隔离结构；

其中所述多步骤蚀刻工艺包括：执行第一经调适蚀刻以敞开相对于所述沟槽氧化物层的所述牺牲平坦化层，然后执行对相对于所剩余的牺牲平坦化层的所述沟槽氧化物层具有选择性的第二蚀刻，然后执行相对于所述沟槽氧化物层和所述牺牲平坦化层的第三非选择性蚀刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述沟槽蚀刻工艺形成多个沟槽；

使所述沟槽氧化物层沉积到所述多个沟槽中以形成多个经填充沟槽；

所述多步骤蚀刻工艺移除所述多个经填充沟槽外侧的所述沟槽氧化物层的剩余部分；及

氮化物移除工艺移除所述氮化物层的所述剩余部分，使得所述多个经填充沟槽中的每一者的剩余氧化物界定突出于所述半导体衬底的经曝露上表面上方的沟槽隔离结构。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二蚀刻在所述沟槽氧化物层的最高点与所述牺牲平坦化层大致齐平时停止，和/或，其中所述第三蚀刻在到达所述氮化物层之前停止。

4.根据权利要求2所述的方法，其中执行所述多步骤蚀刻工艺直到将所述经氧化物填充沟槽的顶部表面向下蚀刻到邻近所述经氧化物填充沟槽的所述氮化物层的所述剩余部分的顶部表面下方的预定义距离为止。

5.根据权利要求2所述的方法，其中执行所述多步骤蚀刻工艺直到将所述经氧化物填充沟槽的顶部表面向下蚀刻到邻近所述经氧化物填充沟槽的所述半导体衬底的顶部表面上方的预定义距离为止。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述多步骤蚀刻工艺包括多步骤平坦化蚀刻工艺；且

通过所述多步骤平坦化蚀刻工艺执行所述移除所述氮化物层的所述剩余部分的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其中多步骤蚀刻工艺包括四步骤平坦化蚀刻工艺。

8.根据权利要求6所述的方法，其中对氧化物具有选择性的所述第二蚀刻经执行直到将所述经氧化物填充沟槽的顶部表面向下蚀刻到邻近所述经氧化物填充沟槽的所述半导体衬底的顶部表面上方的预定义距离为止。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦化层包括有机硅酸盐。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述平坦化层包括有机硅氧烷基聚合物。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述有机硅酸盐包括有机硅氧烷基聚合物，所述有机硅氧烷基聚合物包括有机生色团。

12.根据权利要求1所述的方法，其中将所述平坦化层旋涂于所述经沉积氧化物上方。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法是在无需化学机械平坦化CMP工艺的情况下执行。

14.根据权利要求1所述的方法，其中在半导体衬底上方形成所述氮化物层包括在所述半导体衬底上方形成薄垫氧化物且随后在所述薄垫氧化物上方形成所述氮化物层。

15.一种半导体裸片，其根据在前述权利要求1-14中任一项界定的方法制造。