半导体结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种半导体结构，包括：半导体衬底；沟槽，形成于半导体衬底内；掺杂介质层，形成于沟槽的底部及侧壁；第一介质层，形成于沟槽内，第一介质层的上表面低于半导体衬底的上表面；衬底延伸层，形成于沟槽未被第一介质层覆盖的侧壁上，并延伸覆盖第一介质层的部分表面；第二介质层，形成于第一介质层及衬底延伸层的表面，并至少填满沟槽。本实用新型专利技术所得浅沟槽隔离结构通过形成衬底延伸层以覆盖保护沟槽边缘处的介质层侧壁，避免了边缘缺口缺陷的形成，也增大了有源区面积，降低了窄沟道效应；采用离子注入得到了沟槽底部较宽的浅沟槽隔离结构，改善了隔离效果，提升了产品良率。

Semiconductor structure

【技术实现步骤摘要】
半导体结构
本技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种半导体结构。
技术介绍
目前，浅沟槽隔离结构(STI)被广泛应用于0.25um及以下半导体技术节点的隔离工艺中。其中，影响浅沟槽隔离结构性能的缺陷或参数主要有边缘缺口(divot)及浅沟槽隔离结构的底部宽度等。在现有技术中，浅沟槽隔离结构的边缘经常会在后续的湿法刻蚀中被腐蚀而形成边缘缺口缺陷，进而导致器件失效；此外，随着器件尺寸减小，浅沟槽隔离结构的底部宽度及晶体管的沟道宽度也随之减小，这也会严重影响器件的电学性能。因此，有必要提出一种新的半导体结构，解决上述问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种半导体结构，用于解决现有技术中浅沟槽隔离结构的隔离效果不佳的问题。为实现上述目的及其它相关目的，本技术提供了一种半导体结构的制备方法，包括如下步骤：1)提供半导体衬底，在所述半导体衬底内形成沟槽；2)对所述沟槽底部及侧壁进行离子注入，以在所述沟槽的底部及侧壁形成掺杂介质层；3)在所述沟槽内形成第一介质层，所述第一介质层的上表面低于所述半导体衬底的上表面；4)在所述沟槽未被所述第一介质层覆盖的侧壁上生长衬底延伸层，所述衬底延伸层位于所述第一介质层上方并暴露所述第一介质层的部分表面；及5)在所述第一介质层及所述衬底延伸层的表面形成第二介质层，所述第二介质层至少填满所述沟槽。作为本技术的一种优选方案，在步骤1)中，于所述衬底内形成所述沟槽的步骤包含以下步骤：1-1)在所述半导体衬底的表面沉积刻蚀阻挡层，并对所述刻蚀阻挡层进行图形化处理；及1-2)以所述刻蚀阻挡层作为刻蚀掩膜对所述半导体衬底进行刻蚀，并在所述半导体衬底内形成所述沟槽。作为本技术的一种优选方案，在步骤2)中，注入的离子包括氧离子。作为本技术的一种优选方案，在步骤2)中，注入的离子还包括硼离子或氯离子中的至少一种。作为本技术的一种优选方案，在步骤2)中，在所述沟槽的底部及侧壁形成所述掺杂介质层后，还包括对所述掺杂介质层进行快速热处理工艺的步骤。作为本技术的一种优选方案，在步骤3)中，在所述沟槽内形成第一介质层包含以下步骤：3-1)在所述沟槽内填充所述第一介质层，所述第一介质层至少填满所述沟槽；及3-2)对所述第一介质层进行回刻，以使得所述第一介质层的上表面低于所述半导体衬底的上表面。作为本技术的一种优选方案，在步骤4)中所形成的所述衬底延伸层的上表面与所述半导体衬底的上表面齐平。作为本技术的一种优选方案，在步骤4)中，所生长的所述衬底延伸层的材料与所述半导体衬底的材料相同。本技术还提供了一种半导体结构，包括：半导体衬底；沟槽，形成于所述半导体衬底内；掺杂介质层，形成于所述沟槽的底部及侧壁；第一介质层，形成于所述沟槽内，所述第一介质层的上表面低于所述半导体衬底的上表面；衬底延伸层，形成于所述沟槽未被所述第一介质层覆盖的侧壁上，并延伸覆盖所述第一介质层的部分表面；及第二介质层，形成于所述第一介质层及所述衬底延伸层的表面，并至少填满所述沟槽。作为本技术的一种优选方案，所述掺杂介质层通过在所述沟槽的底部及侧壁进行离子注入并进行快速热处理后形成。作为本技术的一种优选方案，所述掺杂介质层中注入的离子包括氧离子。作为本技术的一种优选方案，所述掺杂介质层中注入的离子还包括硼离子或氯离子中的至少一种。作为本技术的一种优选方案，所述衬底延伸层的上表面与所述半导体衬底的上表面齐平。作为本技术的一种优选方案，所述衬底延伸层的材料与所述半导体衬底的材料相同。如上所述，本技术提供一种半导体结构，具有以下有益效果：本技术通过引入一种新的浅沟槽隔离结构，形成衬底延伸层以覆盖保护沟槽边缘处的介质层侧壁，避免了边缘缺口缺陷的形成，同时也增大了浅沟槽隔离结构间的有源区面积及沟道宽度，降低了窄沟道效应；采用离子注入的方法，得到了沟槽底部较宽的浅沟槽隔离结构，改善了浅沟槽隔离结构的隔离效果，提升了产品良率。附图说明图1显示为现有技术得到的浅沟槽隔离结构的横截面示意图。图2显示为在现有技术的浅沟槽隔离结构之间的有源区上形成晶体管后的俯视示意图。图3显示为本技术实施例一中提供的一种半导体结构的制备方法的流程图。图4至图20显示为本技术实施例一中提供的一种半导体结构的制备方法的各步骤的横截面示意图。图21显示为在本技术实施例一中得到的半导体结构之间的有源区上形成晶体管后的俯视示意图。元件标号说明101硅衬底102二氧化硅介质层102a边缘缺口103有源区104浅沟槽隔离结构105半导体衬底106栅极201半导体衬底201a沟槽201b衬底延伸层201c字线沟槽202掺杂介质层203第一介质层204第二介质层205衬垫氧化层206氮化硅阻挡层207光刻胶层207a抗反射涂层208氮化硅隔离层209硬掩膜层210字线光刻胶层210a字线光刻胶抗反射涂层211隔离氧化层212第一导电层213第二导电层214氮化硅填充层303有源区303a衬底有源区304浅沟槽隔离结构305半导体衬底306栅极W1沟道宽度W2扩展沟道宽度S1～S5本技术实施例一中提供的半导体结构的制备方法的步骤1)～5)具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其它优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图21。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，虽图示中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例一如图1所示，是采用现有技术得到的浅沟槽隔离结构的横截面示意图。在硅衬底101上形成的沟槽中填充二氧化硅介质层102，以形成浅沟槽隔离结构，而在后续的工艺制程中，一般还需要使用湿法刻蚀去除硅衬底101表面的介质层，这就会同时刻蚀到沟槽中的二氧化硅介质层102，并在沟槽边缘形成边缘缺口102a。所述边缘缺口102a会在后续工艺中形成额外的漏电流通道，影响隔离效果，甚至导致器件失效。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：/n半导体衬底；/n沟槽，形成于所述半导体衬底内；/n二氧化硅层，形成于所述沟槽的底部及侧壁；/n第一介质层，形成于所述沟槽内，所述第一介质层的上表面低于所述半导体衬底的上表面；/n衬底延伸层，形成于所述沟槽未被所述第一介质层覆盖的侧壁上，并延伸覆盖所述第一介质层的部分表面；及/n第二介质层，形成于所述第一介质层及所述衬底延伸层的表面，并至少填满所述沟槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
半导体衬底；
沟槽，形成于所述半导体衬底内；
二氧化硅层，形成于所述沟槽的底部及侧壁；
第一介质层，形成于所述沟槽内，所述第一介质层的上表面低于所述半导体衬底的上表面；
衬底延伸层，形成于所述沟槽未被所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梅花，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34