[发明专利]一种浅沟槽隔离结构的形成方法及浅沟槽隔离结构

说明书

本发明提供了一种浅沟槽结构的形成方法以及浅沟槽隔离结构，通过在浅沟槽内表面上形成的氧化层上面覆盖一层富硅氧化物层，而后再采用旋涂介电层(SOD)工艺在所述富硅氧化物层上形成聚硅氮烷(PSZ)层来对隔离沟槽进行填充。与现有技术相比，由于在所述氧化层上覆盖了一层富硅氧化物层，对所述PSZ层进行热处理时生成的氨气会提前与所述富硅氧化物层中的硅发生反应，进而避免了氨气进一步穿过氧化层侵害有源区，减弱了氨气对器件电学性能的影响。进一步地，所述富硅氧化物层中的硅与氨气以及水反应产生的二氧化硅以及氮化硅会使得所述PSZ层发生体积膨胀，一定程度上弥补了所述PSZ层收缩带来的负面影响。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种浅沟槽结构的形成方法及浅沟槽隔离结构。

背景技术

随着半导体制备工艺的飞速发展，快闪（flash）存储器的器件特征尺寸显著减小，为了实现更高的电路密度，不仅半导体器件的特征尺寸被减小，器件之间的隔离结构的尺寸也会对应的缩小。由此，对存储芯片的制造工艺提出了更高要求，尤其对于NAND Flash存储器来说，技术节点已经发展到38nm以下，浅沟槽隔离（shallow trench isolation，简称STI）区域宽度变小，而深宽比（aspect ratio，简称AR）变大，使得浅沟槽的填充变得越来越困难，成为影响存储器件性能的一个重要的工艺步骤。

传统的高深宽比（high aspect ratio process，简称HARP）工艺已不能做到无孔洞填充，目前业界普遍采用一种填充能力极强的旋涂介电层（spin on dielectric，简称SOD）工艺用作STI沟槽填充。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浅沟槽结构的形成方法及浅沟槽隔离结构，以解决通过旋涂介电层工艺填充浅沟槽时产生的副产物氨气会侵害有源区的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的形成方法，所述浅沟槽隔离结构的形成方法包括：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底包括多个有源区；

在所述半导体衬底上形成隔离沟槽，所述隔离沟槽位于相邻的两个所述有源区之间；

在所述隔离沟槽中形成氧化层，所述氧化层覆盖所述隔离沟槽的内表面；

在所述隔离沟槽中形成富硅氧化物层，所述富硅氧化物层覆盖所述氧化层；

采用旋涂介电层工艺，在所述隔离沟槽中形成聚硅氮烷层，所述聚硅氮烷层覆盖所述富硅氧化物层且填充所述隔离沟槽；

所述富硅氧化物层用于阻挡所述旋涂介电层工艺的副产物氨气侵害有源区。

可选地，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，通过原子沉积工艺形成所述富硅氧化物层。

可选地，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，形成所述富硅氧化物层时采用双叔丁基氨基硅烷作为硅源，氧气作为氧源；整个沉积过程射频能量由2600W降至1000W，氧气流量由4000sccm降至1500sccm。

可选地，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，所述富硅氧化物层从靠近所述氧化层的下表面至远离所述氧化层的上表面，所述富硅氧化物层的硅含量呈梯度递增。

可选地，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，所述富硅氧化物层的厚度为30Å ~150 Å。

可选地，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，采用炉管工艺形成所述氧化层。

可选地，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，所述氧化层为二氧化硅层。

可选地，在所述的浅沟槽隔离结构的形成方法中，所述氧化层的厚度为30 Å ~100Å。