[发明专利]浅沟槽隔离工艺及浅沟槽隔离结构

说明书

本发明公开了一种浅沟槽隔离工艺及浅沟槽隔离结构，该浅沟槽隔离工艺包括：在硅衬底表面依次淀积第一厚度的厚栅氧层和第二厚度的氮化硅层；对厚栅氧层、氮化硅层和硅衬底进行处理以形成凹槽；在凹槽中填充浅沟槽隔离介质，直至浅沟槽隔离介质覆盖第二厚度的氮化硅层之上达到第三厚度；对浅沟槽隔离介质进行化学机械抛光处理，直到凹槽中的浅沟槽隔离介质与凹槽两侧的厚栅氧层的高度一致；最后剥离氮化硅层，形成浅沟槽隔离结构，浅沟槽隔离结构中的厚栅氧层各个位置的厚度基本为第一厚度。本发明能使得浅沟槽隔离结构中的厚栅氧层各个位置的厚度基本为第一厚度，从而提高厚栅氧的栅氧完整性特性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，并且特别涉及一种浅沟槽隔离工艺及结构。

背景技术

目前，常规的浅沟槽隔离工艺(shallow trench isolation，STI)中厚栅氧高压工艺存在着浅沟槽边缘厚栅氧不均匀的问题。具体如图1所示，即在凹槽中STI介质边缘处的栅氧层偏薄。这是由现有浅沟槽隔离工艺会形成特殊的几何形貌(图1中a指示的STI介质边缘处的栅氧层的台阶)决定的。目前还没有好的技术方案可以解决。这将会带来栅氧层的可靠性问题，如栅氧完整性(GateOxidationIntegrality，简称GOI)等，导致STI介质边缘处的栅氧层的击穿电压会明显降低，从而导致包含上述浅沟槽隔离结构的器件过早失效。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种浅沟槽隔离工艺、方法及浅沟槽隔离结构和器件以实现栅氧层各处的位置大致均匀，以改善现有STI介质边缘处的栅氧层的击穿电压会明显降低的问题。

具体而言，本发明提供一种浅沟槽隔离工艺，包括：

在硅衬底表面依次淀积第一厚度的厚栅氧层和第二厚度的氮化硅层；

对所述厚栅氧层、氮化硅层和硅衬底进行处理以形成凹槽；

在所述凹槽中填充浅沟槽隔离介质，直至所述浅沟槽隔离介质覆盖所述第二厚度的氮化硅层之上达到第三厚度；

对所述浅沟槽隔离介质进行化学机械抛光处理，直到所述凹槽中的浅沟槽隔离介质与所述凹槽两侧的厚栅氧层的高度一致；

剥离所述氮化硅层，形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构中的所述厚栅氧层各个位置的厚度基本为所述第一厚度。

进一步地，所述将所述凹槽处的所述浅沟槽隔离介质进行化学机械抛光处理的步骤之后包括：

所述凹槽两侧的厚栅氧层的高度与所述凹槽中的浅沟槽隔离介质的最小高度之间的差值小于预设阈值。

进一步地，所述对所述厚栅氧层、氮化硅层和硅衬底进行处理以形成凹槽包括：

对所述厚栅氧层、氮化硅层和硅衬底进行有源区光刻或刻蚀以形成所述凹槽。

进一步地，所述凹槽的数量为多个，多个所述凹槽等间隔设置。

进一步地，所述浅沟槽隔离介质为二氧化硅。

根据本发明的另一方面，提供一种浅沟槽隔离方法，所述方法包括：

在硅衬底表面依次淀积第一厚度的厚栅氧层和第二厚度的氮化硅层；

对所述厚栅氧层、氮化硅层和硅衬底进行处理以形成凹槽；

在所述凹槽中填充浅沟槽隔离介质，直至所述浅沟槽隔离介质覆盖所述第二厚度的氮化硅层之上达到第三厚度；

对所述浅沟槽隔离介质进行化学机械抛光处理，直到所述凹槽中的浅沟槽隔离介质与所述凹槽两侧的厚栅氧层的高度一致；

剥离所述氮化硅层，形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构中的所述厚栅氧层各个位置的厚度基本为所述第一厚度。