浅沟槽隔离结构的制造方法技术

本发明专利技术提供了一种浅沟槽隔离结构的制造方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上依次形成垫氧化层和氮化硅层；刻蚀所述垫氧化层、氮化硅层和衬底形成沟槽；在所述沟槽内形成氧化层；去除所述氮化硅层；对所述氧化层的表层执行离子注入；去除所述氧化层的表层。在本发明专利技术提供的浅沟槽隔离结构的制造方法中，通过离子注入和去除工艺除去了衬底上面的氧化层的表层，使得浅沟槽隔离结构中顶部的间距增大，从而扩大了多晶硅填充的开口，提高了后续多晶硅层的沉积效果，避免栅极出现空洞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种浅沟槽隔离结构的制造方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的发展，浅沟槽隔离技术（Shallow Trench Isolation，STI）由于具有隔离效果好，占用面积小等优点，已经成为半导体器件隔离的主要方法。请参考图1，其为现有技术的浅沟槽隔离结构的结构示意图。如图1所示，现有的浅沟槽隔离结构的制造方法包括：步骤1：提供一衬底10；步骤2：在所述衬底上依次形成垫氧化层11和氮化硅层（图中未示出）；步骤3：刻蚀氮化硅层、垫氧化层11和衬底10形成沟槽12；步骤4：在所述氮化硅层和沟槽12内沉积氧化物13；步骤5：对所述氧化物13进行化学机械研磨至暴露出氮化硅层；步骤6：去除氮化硅层12形成浅沟槽隔离结构。由于半导体制造工艺的关键尺寸越来越小，薄膜沉积的难度也不断增加，为了使氧化物能更好地沉积进入沟槽12中，一般会扩大沟槽顶部的尺寸，因此形成的浅沟槽隔离结构通常具体底部小、顶部大的特征，形状与倒锥形类似。浅沟槽隔离工艺完成之后，接着在浅沟槽隔离结构的衬底上沉积多晶硅层14形成栅极。如图1所示，多晶硅层14填充在浅沟槽隔离结构之间，由于浅沟槽隔离结构之间的形状与浅沟槽隔离结构的形状刚好相反，是底部大顶部小，所以，多晶硅不能很好地沉积进入浅沟槽隔离结构之间，形成的多晶硅层14容易出现空洞15而造成半导体器件性能下降。可见，现有技术中的浅沟槽隔离结构特征影响了后续的多晶硅层14的沉积，容易使栅极出现空洞15。因此，如何避免因浅沟槽隔离结构而造成栅极出现空洞的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，以避免因现有的浅沟槽隔离结构而造成栅极出现空洞的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种浅沟槽隔离结构的制造方法，所述浅沟槽隔离结构的制造方法包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底上依次形成垫氧化层和氮化硅层；刻蚀所述垫氧化层、氮化硅层和衬底形成沟槽；在所述沟槽内形成氧化层；去除所述氮化硅层；对所述氧化层的表层执行离子注入；去除所述氧化层的表层。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述氧化层是通过化学气相沉积工艺形成的。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述沟槽是通过等离子体刻蚀工艺形成的。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，去除氮化硅层之前，填充氧化层之后，还包括：通过化学机械研磨工艺平坦化所述氧化层的表面。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述氮化硅层是通过湿法清洗工艺去除的。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述垫氧化层和氧化层的材料均为二氧化硅。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述氧化层的表层包括所述氧化层的顶面和位于所述衬底上面的侧壁。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述氧化层的表层是通过湿法刻蚀工艺去除的。优选的，在所述的浅沟槽隔离结构的制造方法中，所述离子注入中采用的离子是硼离子或者氟离子。在本专利技术提供的浅沟槽隔离结构的制造方法中，通过离子注入和去除工艺除去了衬底上面的氧化物的表层，使得浅沟槽隔离结构中顶部的间距增大，从而扩大了多晶硅填充的开口，提高了后续多晶硅层的沉积效果，避免栅极出现空洞。附图说明图1是现有技术的浅沟槽隔离结构的结构示意图；图2是本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法的流程图；图3为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法中步骤S12的器件的结构示意图；图4为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法中对氧化层执行化学机械研磨后的器件的结构示意图；图5为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法中步骤S14的器件的结构示意图；图6为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法中步骤S15的器件的结构示意图；图7为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法中步骤S16的器件的结构示意图；图8为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的浅沟槽隔离结构的制造方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参考图2，其为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法的流程图。如图2所示，所述浅沟槽隔离结构的制造方法包括以下步骤：S10：提供一衬底20；S11：在所述衬底20上依次形成垫氧化层21和氮化硅层22；S12：刻蚀所述氮化硅层22、垫氧化层21和衬底20形成沟槽23；S13：在所述沟槽23形成氧化层24；S14：去除所述氮化硅层22；S15：对所述氧化层的表层25执行离子注入；S16：去除所述氧化层的表层25。具体的，首先，提供衬底20，所述衬底可以是N型衬底、P型衬底、绝缘层上的硅（SOI）等。接着，在所述衬底20上依次形成垫氧化层21和氮化硅层22。所述垫氧化层21的材料采用二氧化硅，形成垫氧化层21的工艺可以采用热氧化工艺。所述垫氧化层21为后续形成的氮化硅层22提供缓冲层，同时可以作为后续刻蚀氮化硅层22的刻蚀停止层。所述氮化硅层22用作后续化学机械研磨工艺的停止层，形成氮化硅层22的工艺可以采用现有的化学气相沉积工艺。然后，刻蚀所述氮化硅层22、垫氧化层21和衬底20形成沟槽23。在此过程中，先刻蚀氮化硅层22、垫氧化层21形成沟槽开口以暴露出衬底20的表面，之后刻蚀所述沟槽开口暴露出的衬底20的表面直至要求的深度，继续进一步刻蚀氮化硅层22和垫氧化层21的侧壁以扩大沟槽23顶部的尺寸。所述沟槽23的形成工艺可以采用现有的等离子体刻蚀工艺。请参考图3，其为本专利技术实施例的浅沟槽隔离结构的制造方法中步骤S12的器件的结构示意图。如图3所示，沟槽23中一部分在衬底20的上面，另一部分在衬底20的下面，衬底20上面的沟槽23为沟槽顶部，衬底20下面的沟槽23为沟槽底部，即沟槽顶部的尺寸比沟槽底部的尺寸大。可见，沟槽23的底部小、顶部大，类似倒锥形，这种结构能够使得氧化物能更好地沉积进入沟槽23中。之后，在所述沟槽23内填充氧化物以形成氧化层24。所述氧化层24的材料可以采用二氧化硅，形成氧化层24的工艺可以采用化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅沟槽隔离结构的制造方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底上依次形成垫氧化层和氮化硅层；刻蚀所述垫氧化层、氮化硅层和衬底形成沟槽；在所述沟槽内形成氧化层；去除所述氮化硅层；对所述氧化层的表层执行离子注入；去除所述氧化层的表层。

【技术特征摘要】
1.一种浅沟槽隔离结构的制造方法，其特征在于，包括：
提供一衬底；
在所述衬底上依次形成垫氧化层和氮化硅层；
刻蚀所述垫氧化层、氮化硅层和衬底形成沟槽；
在所述沟槽内形成氧化层；
去除所述氮化硅层；
对所述氧化层的表层执行离子注入；
去除所述氧化层的表层。
2.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制造方法，其特征在于，所述氧
化层是通过化学气相沉积工艺形成的。
3.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制造方法，其特征在于，所述沟
槽是通过等离子体刻蚀工艺形成的。
4.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构的制造方法，其特征在于，去除氮
化硅层之前，填充氧化层之后，还包括：通过化学机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建奇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31