[发明专利]浅沟槽隔离结构及其制备方法、半导体结构和芯片

说明书

本申请涉及半导体技术领域，特别是一种浅沟槽隔离结构及其制备方法、半导体结构和芯片，以解决相关技术中自然氧化物层无法去除完全，从而不利于后续线性氧化物层的生长，进而不利于浅沟槽隔离结构对有源区进行隔离的问题。一种浅沟槽隔离结构制备方法，包括：在硅片上形成浅沟槽结构，浅沟槽结构的表面形成有自然氧化物层；采用SiCoNi刻蚀工艺，将自然氧化物层去除，并在去除自然氧化物层的硅片表面形成保护层，保护层的材料包括：六氟硅酸氨；将保护层去除，并在去除保护层的硅片表面形成线性氧化物层。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是一种浅沟槽隔离结构及其制备方法、半导体结构和芯片。

背景技术

浅沟槽隔离技术（Shallow Trench Isolation，STI）是在衬底上制作晶体管有源区之间的隔离区的一种工艺，能有效保证n型和p型掺杂区域彻底隔断。具体的，浅沟槽隔离技术是在n型和p型掺杂区域中先将Si刻蚀掉，形成一个浅沟槽，然后在浅沟槽中填入绝缘的物质，达到隔离的目的。浅沟槽隔离技术相比传统的本征氧化隔离技术，可以减少电极间的漏电流，承受更大的击穿电压。

在STI的隔离工艺中，是靠填充在有源区之间的氧化硅介质层来实现的。所以，氧化硅介质层的填充是STI隔离的关键工艺。在采用HDPCVD（High Density Plasma ChemicalVapor Deposition，高密度等离子体化学气相沉积）或HARP（Highaspectratioprocess，高深宽比工艺）沉积氧化硅，对浅沟槽进行填充之前，先利用热氧化在刻蚀后的浅沟槽表面生长一层薄氧化物膜（如线性氧化物层）。其主要作用是增加HDPCVD或HARP沉积氧化硅时与浅沟槽界面的附着性。由于浅沟槽的宽度极小、深度较深，利用常规的介质膜生长方法来填充比较困难，即易形成填充空洞。HDPCVD或HARP的优良填充能力正好满足STI对浅沟槽填充的要求。

除此之外，上述利用热氧化在刻蚀后的浅沟槽表面生长一层薄氧化物膜还可以用来修补刻蚀时所形成的侧壁损伤，提高后续浅沟槽沉积薄膜的绝缘效果，同时，在HDPCVD或HARP沉积前修复尖角，可以减小STI接触面，且HDPCVD或HARP填充氧化硅是使用等离子体激发，线性氧化物层也可以作为沉积时的缓冲层，由此可见，线性氧化物层的生长工艺和成膜质量，直接影响着其绝缘性能和后续的HDPCVD或HARP沉积氧化硅的填充效果。

目前，在相关技术中，在线性氧化物层生长之前，会对晶圆进行清洗，以去除晶圆在大气接触过程中生成的自然氧化物层或前段制程残余的氧化物层，这是因为自然氧化物层的膜层质量较差，会影响STI的绝缘隔离效果，并会对后续线性氧化物层的质量造成影响。目前主要通过湿法刻蚀工艺去除自然氧化物层，即用氢氟酸和氟化铵混合而成的缓冲氢氟酸去除浅沟槽表面的自然氧化物层，但是，湿法工艺刻蚀自然氧化物层至少存在以下不足：第一、在湿法刻蚀结束到采用炉管生长线性氧化物层的等候时间里，自然氧化物层仍会生长，无法确保自然氧化物层完全去除。第二、湿法刻蚀是各相同性刻蚀，刻蚀过程中会加剧浅沟槽的侧壁损伤，造成线性氧化物层生长不均匀的问题，同时，后续的HDPCVD或HARP工艺存在选择性生长线性氧化物层的不均匀性，也会影响HDPCVD或HARP的填充效果，不利于浅沟槽隔离结构对有源区进行隔离。

发明内容

基于此，本申请提供一种浅沟槽隔离结构及其制备方法、半导体结构和芯片，用于解决相关技术中自然氧化物层无法去除完全，从而不利于后续线性氧化物层的生长，进而不利于浅沟槽隔离结构对有源区进行隔离的问题。

第一方面，提供一种浅沟槽隔离结构制备方法，包括：

在硅片上形成浅沟槽结构，浅沟槽结构的表面形成有自然氧化物层；

采用SiCoNi刻蚀工艺，将自然氧化物层去除，并在去除自然氧化物层的硅片表面形成保护层，保护层的材料包括：六氟硅酸氨；

将保护层去除，并在去除保护层的硅片表面形成线性氧化物层。

可选的，采用SiCoNi刻蚀工艺，将自然氧化物层去除，并在去除自然氧化物层的硅片表面形成保护层，包括：