[发明专利]半导体结构制备方法及半导体结构

说明书

本申请涉及一种半导体结构制备方法及半导体结构，包括：提供衬底，于所述衬底内形成浅沟槽；采用热氧化工艺形成覆盖所述浅沟槽的底部和侧壁的衬垫层；采用沉积工艺于所述衬垫层的表面形成第一氧化层；填充所述浅沟槽。本申请中采用热氧化工艺形成覆盖所述浅沟槽的底部和侧壁的衬垫层，可以消除刻蚀浅沟槽的过程形成的损伤；采用沉积工艺于所述衬垫层的表面形成第一氧化层，可以与所述衬垫层一起为后续填充所述浅沟槽时提供保护层。由于沉积工艺形成第一氧化层的过程中不会消耗衬底中的硅，避免在沟槽底部的拐角处形成较厚的氧化硅对有源区施加应力，同时避免导致STI结构产生顶部翘曲现象，从而有效地提高了制备半导体器件结构的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及半导体结构制备方法及半导体结构。

背景技术

随着集成电路制程的快速发展，对半导体产品的集成度的要求越来越高。而随着半导体产品的积集化，半导体器件的尺寸及半导体器件的隔离结构的尺寸也随之减小。因此，在半导体制程中，半导体器件隔离结构的工艺复杂度不断增加。

浅沟槽隔离结构(Shallow Trench Isolation，STI)具备隔离效果好、制程相对简单等诸多优点，特别适用于次微米以下的集成电路制程，且常被应用于先进互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)制造工艺中。

然而，传统的浅沟槽隔离结构的制备过程中，在STI刻蚀后会在硅衬底刻蚀区域形成一层损伤层，需要重新生长一层氧化层来消除这些损伤，现有技术是用炉管热生长一层氧化层，而热氧化时氧气分子会钻进界面处与硅原子反应使得沟槽底部拐角处形成较厚的氧化硅，对有源区施加应力，同时使得制备的STI结构产生顶部翘曲现象，影响器件性能。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种能够有效避免STI结构产生顶部翘曲现象，提高器件工作可靠性的半导体结构制备方法及半导体结构。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的一方面提供一种半导体器件结构制备方法，包括如下步骤：

提供衬底，于所述衬底内形成浅沟槽；

采用热氧化工艺形成覆盖所述浅沟槽的底部和侧壁的衬垫层；

采用沉积工艺于所述衬垫层的表面形成第一氧化层；

填充所述浅沟槽。

于上述实施例中的半导体器件结构制备方法中，首先于衬底内形成浅沟槽，然后采用热氧化工艺形成覆盖所述浅沟槽的底部和侧壁的衬垫层，以消除刻蚀浅沟槽的过程形成的损伤；再采用沉积工艺于所述衬垫层的表面形成第一氧化层，以与所述衬垫层一起为后续填充所述浅沟槽时提供保护层。由于沉积工艺形成第一氧化层的过程中不会消耗衬底中的硅，避免在沟槽底部的拐角处形成较厚的氧化硅对有源区施加应力，同时避免导致STI结构产生顶部翘曲现象，从而有效地提高了制备半导体器件结构的性能。

在其中一个实施例中，采用热氧化工艺形成厚度为4.5nm-5.5nm的衬垫层，以消除刻蚀浅沟槽的过程形成的损伤，也避免热氧化形成的衬垫层过厚导致热氧化时间过长，使得氧气分子钻进界面处与硅原子反应使得沟槽底部拐角处形成较厚的氧化硅，对有源区施加应力。

在其中一个实施例中，采用沉积工艺形成厚度为9.5nm-10.5nm的第一氧化层，以与衬垫层一起为后续填充浅沟槽时提供保护层。

在其中一个实施例中，形成的第一氧化层为氧化硅层。

在其中一个实施例中，于所述衬底内形成浅沟槽包括如下步骤：

于所述衬底的上表面形成图形化掩膜层，所述图形化掩膜层内形成有第一开口图形，所述第一开口图形定义出所述浅沟槽的位置及形状；

基于所述图形化掩膜层刻蚀所述衬底，以于所述衬底内形成所述浅沟槽。