浅沟槽隔离结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开的一种浅沟槽隔离结构的制造方法，包括：提供一半导体衬底；在所述半导体衬底表面形成垫氧化层和垫氮化层；刻蚀所述垫氧化层、垫氮化层和半导体衬底形成沟槽；在所述沟槽和衬底表面沉积第一介质层；执行第一热退火步骤；在所述第一介质层表面沉积第二介质层；执行第二热退火步骤；研磨所述第一介质层和第二介质层至所述垫氮化层；移除所述垫氮化层和垫氧化层。本发明专利技术的ＳＴＩ隔离结构及其制造方法能够实现高深宽比ＳＴＩ隔离沟槽的无空隙和无缺陷填充。

【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(STI) 结构及其制造方法。
技术介绍
随着半导体技术的飞速发展，半导体器件特征尺寸显著减小，对芯 片制造工艺也相应地提出了更高的要求。其中一个具有挑战性的课题就 是绝缘介质在各个薄膜层之间或沟槽中均匀无孔地填充以提供充分有效 的隔离保护。在制造工艺进入深亚微米技术节点之后，0.13jim以下的元 件例如MOS器件有源区之间的隔离已大多采用浅沟槽隔离(shallow trench isolation, STI)结构。STI隔离结构的形成首先需要在衬底中刻蚀 出沟槽，再利用化学气相淀积(CVD)在浅沟槽中填入介电质，例如氧 化硅，再利用化学机械研磨(CMP)的方法使晶片表面平坦化。在90nm技术节点，由于STI隔离沟槽通常具有较高的深宽比，为了实 现均匀无孔隙(void)的填充，通常采用高密度等离子化学气相淀积 (High-Density-Plasma CVD, HDP-CVD )工艺在沟槽中填充氧化珪。 HDP-CVD工艺是在一个反应腔室中通过高频和射频偏压同步地进行淀 积和刻蚀的工艺。具体来说，在HDP-CVD工艺中，淀积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅沟槽隔离结构的制造方法，包括：　提供一半导体衬底；　在所述半导体衬底表面形成垫氧化层和垫氮化层；　刻蚀所述垫氧化层、垫氮化层和半导体衬底形成沟槽；　以第一高密度等离子化学气相淀积工艺在所述沟槽和衬底表面沉积第一介质层；　执行第一热退火步骤；　以第二高密度等离子化学气相淀积工艺在所述第一介质层表面沉积第二介质层；　执行第二热退火步骤；　研磨所述第一介质层和第二介质层至所述垫氮化层；　移除所述垫氮化层和垫氧化层。

【技术特征摘要】
1、一种浅沟槽隔离结构的制造方法，包括提供一半导体衬底；在所述半导体衬底表面形成垫氧化层和垫氮化层；刻蚀所述垫氧化层、垫氮化层和半导体衬底形成沟槽；以第一高密度等离子化学气相淀积工艺在所述沟槽和衬底表面沉积第一介质层；执行第一热退火步骤；以第二高密度等离子化学气相淀积工艺在所述第一介质层表面沉积第二介质层；执行第二热退火步骤；研磨所述第一介质层和第二介质层至所述垫氮化层；移除所述垫氮化层和垫氧化层。2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括刻蚀 所述垫氮化层的步骤，以增大对应沟槽位置的垫氮化层开口 。3、 如权利要求1所述的方法，其特;f正在于所述方法还包括在沟 槽内壁和底部表面形成衬氧化层的步骤。4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一高密度等离 子化学气相淀积工艺的淀积/溅射比为5至7。5、 如权利要求1或4所述的方法，其特征在于所述第一介质层 为二氧化硅、氟硅玻璃、未掺杂的硅酸盐玻璃和正硅酸四乙酯中的一种。6、 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二高密度等离 子化学气相淀积工艺的淀积/濺射比为2至4。7、 如权利要求1或6所述的方法，其特征在于所述第二介质层 为二氧化硅、氟硅玻璃、未掺杂的硅酸盐玻璃和正硅酸四乙酯中的一种。8、 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一热退火在氮气气氛中进行。9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述第一热退火的温 度为900~1150°C,时间为50 150min。10、 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二热退火为快 速热退火。11、 如权利要求10所述的方法，其特征在于所述第二热退火的 温度为900~1200°C,时间为5 20sec。12、 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述垫...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，肖德元，
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：31[中国|上海]