[发明专利]浅沟槽隔离结构及其制作方法

权利要求书

1.一种浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

1)提供一硅衬底，于所述硅衬底中形成第一沟槽及第二沟槽，所述第一沟槽用以隔离PMOS晶体管，所述第二沟槽用以隔离NMOS晶体管，所述第一沟槽的宽度大于所述第二沟槽的宽度；

2)于所述第一沟槽的侧壁及底部及第二沟槽的侧壁及底部形成热氧化层；

3)于所述第一沟槽的热氧化层的表面形成内衬层，同时于所述第二沟槽内填充满与所述内衬层材料相同的填充层；

4)采用干法刻蚀去除位于所述第一沟槽底部的内衬层，以显露所述第一沟槽底部的热氧化层；以及

5)于所述第一沟槽中沉积介质层，并进行平坦化处理以形成浅沟槽隔离结构。

2.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：步骤3)中，采用原子层沉积(ALD)工艺于所述第一沟槽的热氧化层的表面形成内衬层，所述内衬层的电阻率在2×10¹¹欧姆米(Ωm)～1×10²⁵欧姆米(Ωm)之间。

3.根据权利要求2所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：所述内衬层的材料包含SiN及SiON所组成群组中的一种。

4.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：形成于所述第一沟槽中的内衬层的厚度小于形成于所述第一沟槽中的所述热氧化层的厚度。

5.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：步骤3)中，形成于所述第一沟槽中的所述内衬层的厚度范围在3纳米(nm)～10纳米(nm)之间。

6.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：步骤2)中，采用热氧化工艺形成所述热氧化层，所述热氧化层的厚度范围在5纳米(nm)～20纳米(nm)之间。

7.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：所述第一沟槽及所述第二沟槽的任一深度范围在400纳米(nm)～600纳米(nm)之间，所述第一沟槽及所述第二沟槽的任一侧壁中间线与平行于所述硅衬底上表面的底部水平线所形成的实体夹角介于5度(°)～85度(°)。

8.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：步骤5)中，采用化学气相沉积法沉积所述介质层，并进行致密化处理以增强所述介质层的机械强度，所述介质层的介电常数不大于3，以增加所述浅沟槽隔离结构的抗漏电性能在所述第一沟槽的底部并减轻电耦合。

9.根据权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：步骤5)中，所述介质层的材质包含与所述热氧化层相同材质的二氧化硅，以降低所述介质层与所述热氧化层之间的界面效应。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的浅沟槽隔离结构的制作方法，其特征在于：步骤4)中，采用干法刻蚀去除所述第一沟槽底部的所述内衬层的同时，在所述第二沟槽内所述填充层的顶部被刻蚀呈U形凹槽，并且步骤5)于所述第一沟槽中沉积所述介质层的同时，于所述U形凹槽中也填充所述介质层。

11.一种浅沟槽隔离结构，其特征在于，包括：

硅衬底，具有第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽形成于所述硅衬底中，用以隔离PMOS晶体管，所述第二沟槽形成于所述硅衬底中，用以隔离NMOS晶体管，且所述第一沟槽的宽度大于所述第二沟槽的宽度；

热氧化层，形成于所述第一沟槽的侧壁及底部及所述第二沟槽的侧壁及底部；

内衬层，形成于所述第一沟槽的热氧化层的表面，且所述第一沟槽底部的所述内衬层被去除，以显露所述第一沟槽底部的热氧化层；

填充层，填充于所述第二沟槽内且与所述内衬层的材料相同；以及

介质层，填充于所述第一沟槽中。

12.根据权利要求11所述的浅沟槽隔离结构，其特征在于：所述内衬层的电阻率在2×10¹¹欧姆米(Ωm)～1×10²⁵欧姆米(Ωm)之间，所述内衬层的材料包含SiN及SiON所组成群组中的一种。

13.根据权利要求11所述的浅沟槽隔离结构，其特征在于：在所述第一沟槽中的所述内衬层的厚度小于形成于所述第一沟槽中的所述热氧化层的厚度。