[发明专利]沟槽隔离结构的形成方法及介电膜的形成方法

说明书

本发明一实施方式提供了一种沟槽隔离结构的形成方法及介电膜的形成方法，该沟槽隔离结构的形成方法包括提供具有至少一沟槽的衬底；在所述沟槽内沉积介质材料；以及先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化处理，在所述沟槽内形成介质层。本发明一实施方式的沟槽隔离结构的形成方法，通过先使用臭氧、后使用紫外光对介质材料进行固化，可以降低固化过程中膜的体积变化产生的应力，从而防止衬底位错产生。

技术领域

本发明涉及半导体沟槽内介质层的形成，具体为一种不会使衬底结构产生影响的沟槽隔离结构的形成方法。

背景技术

半导体工艺的发展对集成度提出了更高的要求，器件尺寸微缩对浅沟道隔离(STI)的空隙填充(gap fill)提出了更高的要求，传统的化学气相沉积(CVD)已经不能满足要求，可流动化学气相沉积(FCVD)工艺应运而生，该工艺不仅可以降低等离子对衬底产生的伤害，同时产生的膜密度(film density)高且具有类流动性能，很容易填充深宽比高的孔隙。

FCVD工艺的主要步骤包括沉积、固化，后续的退火使中间产物转化为例如SiO₂，固化过程中沉积的膜经过初步的转化，其内部结构发生变化。沉积的膜经过不同方式的固化后得到的膜的结构不同，对衬底产生的影响也不同。其中，现有的固化方式分为：O₃固化和UV固化。O₃固化使膜结构发生变化，体积膨胀，退火后体积收缩产生位错；而UV固化使膜发生收缩产生位错，退火后体积膨胀，位错一旦产生无法恢复。

因此，O₃固化或UV固化以及退火后，膜结构变化导致产生不同的应力使衬底中产生一维缺陷-位错，位错的产生会使衬底噪音增加，直接影响器件敏感电路的工作信号，间接影响了器件的稳定性。

发明内容

本发明的一个主要目的在于提供一种沟槽隔离结构的形成方法，包括提供具有至少一沟槽的衬底；在所述沟槽内沉积介质材料；以及先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化处理，在所述沟槽内形成介质层。

根据本发明一实施方式，在10～20℃的温度下对所述介质材料进行固化。

根据本发明一实施方式，所述臭氧固化过程中，臭氧的流量为8000～12000sccm。

根据本发明一实施方式，所述紫外光的波长为10～400nm。

根据本发明一实施方式，在所述固化处理完成后进行退火工艺。

根据本发明一实施方式，所述介质层为氧化硅层或氮氧化硅层。

根据本发明一实施方式，在所述衬底上依次设置有氧化物层、氮化物层，所述沟槽贯穿所述氧化物层、所述氮化物层。

根据本发明一实施方式，在所述氮化物层和所述介质层上形成二氧化硅层。

本发明一实施方式进一步提供了一种介电膜的形成方法，包括：

在衬底上沉积介质材料，以及；

先通过臭氧再通过紫外光对所述介质材料进行固化，制得所述介电膜。

本发明一实施方式的沟槽隔离结构的形成方法，通过先使用臭氧、后使用紫外光对介质材料进行固化，可以降低固化过程中膜的体积变化产生的应力，从而防止衬底位错产生。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1为本发明一实施方式的沟槽隔离结构的示意图；

图2A至2F为本发明实施例的制备沟槽隔离结构的中间结构的过程示意图；