[实用新型]一种隔离结构

说明书

本实用新型提供一种隔离结构，包括：一半导体衬底，具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面，其中至少一个沟槽形成在所述半导体衬底中，用以界定出有源区，所述沟槽从所述第一表面构成开口，并往所述第二表面方向延伸；一衬垫层，沉积在所述沟槽的侧壁及底面上；及可流动式电介质，形成在所述衬垫层的表面，所述可流动式电介质填充满所述沟槽，在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90 wt%以上反应为氧化物隔离体。本实用新型的隔离结构改善了微粒现象，并且减少了沟槽中出现孔洞的概率，同时未过度固化，不存在电介质薄膜应力过大的问题，从而具有优异的隔离效果，可有效减少元件之间的漏电现象。

技术领域

本实用新型属于集成电路制造领域，涉及一种隔离结构。

背景技术

随着半导体线宽逐渐微缩至20nm以下，可流动式电介质(Flowable dielectric)因其较佳的填洞能力已普遍使用在沟槽填充、介电隔离层(Dielectric isolation)的制作。

现有技术中存在如下问题：

1、可流动式电介质进行固化反应(移除溶剂时)，会产生大量的外气释放(Outgassing)。如图1a及图1b所示，如无法即时将释放的气体抽出，则释出的气体101将会沉积晶圆102 上，并凝结(Condense)成微粒(particle)。

2、如图2所示，可流动式电介质进行固化反应时，如处于不适当的反应环境(瞬间高反应温度、大量反应气体环境)，则沟槽(trench)上部可流动式电介质会快速固化得到固化完成的电介质104，使得反应气体103难以达到沟糟底部(pinch-off top of trench)，而造成底部材料无法顺利执行固化反应，使得沟槽底部残留有大量未固化的电介质105，从而易形成孔洞。其中，所述沟槽形成于半导体衬底106中，所述沟槽与所述可流动式电介质之间形成有衬垫层107。此外，过度固化(温度过高或时间过长)将使可流动式电介质收缩率(Shrinkage rate)过高造成电介质薄膜应力过大，导致硅衬底差排(Dislocation)。因此电介质中残留的Si-H键、 Si-N键及N-H键含量(未过度固化)也是重要的因素。

因此，如何提供一种隔离结构，以改善可流动式电介质固化制程中出现颗粒的问题，并提高可流动式电介质的填洞能力，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种隔离结构，用于解决现有技术中可流动式电介质固化制程中容易出现颗粒，且可流动式电介质的填洞能力不佳的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种隔离结构，包括：

一半导体衬底，具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面，其中至少一个沟槽形成在所述半导体衬底中，用以界定出有源区，所述沟槽从所述第一表面构成开口，并往所述第二表面方向延伸；

一衬垫层，沉积在所述沟槽的侧壁及底面上；及

可流动式电介质，形成在所述衬垫层的表面，所述可流动式电介质填充满所述沟槽，在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90wt％以上反应为氧化物隔离体。

可选地，所述沟槽的深宽比范围是14～18，并且多个晶体管结构形成在由所述氧化物隔离体围绕界定的所述有源区中。

可选地，所述半导体衬底包括硅衬底，所述衬垫层的材料包括氧化硅及氮化硅中的至少一种，所述氧化物隔离体的材料包括氧化硅。

可选地，所述沟槽中残留的可流动式电介质中，未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2～5％。

可选地，所述沟槽底部保留有0.001～10wt％的可流动式电介质未被固化。