[发明专利]浅沟槽隔离的形成方法

说明书

本申请公开了一种浅沟槽隔离的形成方法，涉及半导体制造领域。该方法包括在衬底上形成垫氧化层和硬掩膜层，硬掩膜层的材料为氮化硅；通过光刻和刻蚀工艺，在衬底中形成沟槽；对衬底进行湿法腐蚀处理，去除沟槽外侧的部分硬掩膜层以及令硬掩膜层的顶角圆滑；形成一层氧化层；去除氧化层，令沟槽外侧的衬底表面露出；再次形成氧化层，沟槽的侧壁和底部被氧化层覆盖，且沟槽的顶角圆滑；形成氮化硅层，氮化硅层覆盖氧化层；利用氧化硅填充沟槽，形成浅沟槽隔离；解决了现有的浅沟槽隔离结构在形成过程中容易出现侧壁薄膜变形缺陷的问题；达到了在降低暗电流对器件性能影响的同时，避免浅沟槽侧壁薄膜出现变形缺陷，提高器件性能的效果。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种浅沟槽隔离的形成方法。

背景技术

CMOS图像传感器是一种将光信号转换为电信号的器件，具有体积小、功耗小、成本低等特点。在器件制造时，同一片衬底上的各个器件有源区通过隔离结构隔离。浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)被广泛应用在CMOS图像传感器的制造中。

CMOS图像传感器像素区中的暗电流对器件的性能有不利影响，电荷穿过STI的氧化层而逸出至界面是产生暗电流的主要机理。目前，在形成STI的过程中，会在STI的氧化层表面生长一层氮化硅，由于氮化硅的致密度高于氧化硅的致密度，因此能够有效阻止电荷逸出，从而降低暗电流对器件性能的影响。

但是，氮化硅沉积后存在较大残余应力，加上在沟槽内填充HDP(High DensityPlasma，高密度等离子体)氧化硅时高密度等离子体的轰击，导致压力不匹配发生薄膜变形，影响器件性能。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种浅沟槽隔离的形成方法。该技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种浅沟槽隔离的形成方法，该方法包括：

在衬底上形成垫氧化层和硬掩膜层，硬掩膜层的材料为氮化硅；

通过光刻和刻蚀工艺，在衬底中形成沟槽；

对衬底进行湿法腐蚀处理，去除沟槽外侧的部分硬掩膜层以及令硬掩膜层的顶角圆滑；

形成一层氧化层，沟槽的侧壁和底部被氧化层覆盖；

去除氧化层，令沟槽外侧的衬底表面露出；

再次形成氧化层，沟槽的侧壁和底部被氧化层覆盖，且沟槽的顶角圆滑；

形成氮化硅层，氮化硅层覆盖氧化层；

利用氧化硅填充沟槽，形成浅沟槽隔离。

可选的，对衬底进行湿法腐蚀处理，包括：

对衬底表面的硬掩膜层进行湿法腐蚀处理。

可选的，对衬底进行湿法腐蚀处理，包括：

对衬底表面的硬掩膜层和垫氧化层进行湿法腐蚀处理。

可选的，形成氧化层，包括：

通过ISSG工艺生长氧化层。

可选的，形成氮化硅层，包括：

通过沉积工艺或热炉管工艺，在氧化层表面形成氮化硅层。

可选的，利用氧化硅填充沟槽，形成浅沟槽隔离，包括：

通过HDP工艺沉积氧化硅，利用氧化硅完全填充沟槽，形成浅沟槽隔离。

可选的，去除氧化层，令沟槽外侧的衬底表面露出，包括：

通过湿法腐蚀工艺，去除氧化层，令沟槽外侧的衬底表面露出。