[发明专利]一种隔离结构及其制造方法

权利要求书

1.一种隔离结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一半导体衬底，所述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；

形成至少一个沟槽在所述衬底中，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；

沉积衬垫层在所述沟槽的侧壁及底面上；

形成可流动式电介质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；及

将形成有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送入反应室；

阶梯式升温固化所述可流动式电介质，所述阶梯式升温使用的固化温度至少包含梯状递增的两种固化温度，使得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，其中，不同的所述固化温度分别属于不同的固化阶段，每一固化阶段结束后均在温度稳定状态进行循环清除，以将所述反应室内的气体排出；

其中，所述每一固化阶段包括升温阶段和稳温阶段，各所述稳温阶段的固化时间依次递增，固化步骤完成后，所述沟槽底部保留有0.001～10wt％的可流动式电介质未被固化。

2.根据权利要求1所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：所述阶梯式升温使用的固化温度范围是145～725℃，阶梯式升温固化所述可流动式电介质包括三个固化阶段：

第一固化阶段：将所述反应室的温度升至第一固化温度，在第一固化压力的含氧气氛下维持第一固化时间

第二固化阶段：接着将所述反应室的温度升至第二固化温度，在第二固化压力的含氧气氛下维持第二固化时间；及

第三固化阶段：再将所述反应室的温度升至第三固化温度，在第三固化压力的含氧气氛下维持第三固化时间；

其中，所述第一固化温度、第二固化温度及第三固化温度依次递增。

3.根据权利要求2所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：所述第一固化温度范围是285～315℃，所述第二固化温度范围是385～415℃，所述第三固化温度范围是675～725℃；所述第一固化压力范围是375～425Torr，所述第二固化压力范围是375～425Torr，所述第三固化压力范围是375～425Torr。

4.根据权利要求3所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：所述第一固化时间范围是15～25分钟，所述第二固化时间范围是25～35分钟，所述第三固化时间范围是50～70分钟。

5.根据权利要求3所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：所述第一固化阶段、第二固化阶段及第三固化阶段的所述含氧气氛均包括氧气、臭氧及水蒸气中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：所述第一固化阶段及第二固化阶段的所述含氧气氛包含氧气，所述第三固化阶段的所述含氧气氛包含水蒸汽。

7.根据权利要求2所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：在完成所述第三固化阶段之后的所述循环清除之后，还包括将沉积有所述可流动式电介质的所述半导体衬底在惰性气体气氛下于温度稳定状态进行退火的步骤。

8.根据权利要求7所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：所述惰性气体包括氮气、氩气及氦气中的至少一种，退火温度范围是675℃～725℃，退火时间范围是25～35分钟，退火时所述反应室内压力范围是400Torr～1大气压。

9.权利要求7所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：于所述退火步骤之后，将所述反应室的温度降至145℃～155℃，然后于温度稳定状态将沉积有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送出所述反应室。

10.根据权利要求1所述的隔离结构的制造方法，其特征在于：将形成有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送入所述反应室的过程中，所述反应室内为含氧气氛，所述反应室内的温度介于145℃～155℃之间，且处于温度稳定状态。