在其中具有扩大部分的沟槽隔离结构制造技术

本发明专利技术的实施例涉及在微电子衬底中制造用于微电子器件的隔离结构，其中该隔离结构的设计减少或大体上消除了在隔离结构的绝缘材料中形成表面空腔。通过提供大体上与其开口相对的沟槽结构的扩大部分或腔室，减少或避免了这些表面空腔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在其中具有扩大部分的沟槽隔离结构
技术介绍
专利
:本专利技术的一个实施例涉及集成电路制造。具体 地，本专利技术的实施例涉及在集成电路元件之间提供隔离结构。技术发展水平微电子集成电路由化学及物理地形成的电 路元件在诸如硅晶圆的微电子衬底中和其之上形成。这些电路元件一 般是导电的，并可为不同的导电类型。因此，当形成这种电路元件时， 必需将它们彼此电气地隔离，其中通过离散的电气轨迹实现隔离的电 路元件之间的电气连通。在集成电路制造中所使用的 一种隔离方案是浅沟槽隔离 (STI),其中绝缘体填充的浅沟槽将相邻的电路元件(例如晶体管)电气 地隔离。本领域技术人员将理解，例如对于0.25微米及更小的形貌结 构，STI是优选的隔离结构。如附图说明图11中所示，为了形成STI结构，提供了诸如含硅衬 底的微电子村底202。该微电子衬底202可具有形成在其上的垫氧化 物(pad oxide)204和停止层206，该垫氧化物204可用在后续晶体管的 制造中，而诸如硅氮化物的停止层206用在后续的加工步骤中。如图 12中所示，在一十底202中穿过垫氧化物204和停止层206形成通道或 沟槽208。该沟槽208可由本领域任何已知的技术制成，包括但不限 于光刻，离子铣削和激光消融。如图13中所示，然后在沟槽208中(见图12)形成沟槽侧 壁间隔212。该沟槽侧壁间隔212可由本领域/f壬何已知技术形成，包 括^a不限于物理气相沉积、化学气相沉积以及原子层沉积。当^L电子 村底202中包含硅时，可通过如下方式形成沟槽侧壁间隔212:在存 在氧的情况下加热该微电子村底202，使得一层硅氧化物形成为该沟4槽侧壁间隔212。如图14中所示，沟槽208(见图12)大体上被绝缘材料214 所填充。如图15所示，然后例如通过蚀刻或由化学才几;喊抛光产生的 平坦化将任何不存在于沟槽208(见图12)中的绝缘材料214移除。如 果使用了化学机械抛光，停止层206充当障碍层和/或硬止动层，或如 果使用了蚀刻，则充当腐蚀停止层。如图16所示，然后移除停止层 206以形成隔离结构218，其中垫氧化物204充当停止层。注意停止 层206的移除也移除了超出微电子衬底202的大部分绝缘材料214。更高的性能，更低的成本，集成电路元件增加的小型化， 以及集成电路更大的封装密度，这些是微电子行业现行的目标。当达 成这些目标时，微电子元件变得更小，其包括减小沟槽208的平均宽 度222(见图17)。尽管从性能和成本方面而言减小沟槽宽度222是所 需的，但这会导致深宽比(沟槽深度224比沟槽宽度222)变得太高并引 入不可预料的隔离空腔，如图17所示。这些空腔226在图13的加工 步骤之后在绝缘材料214的沉积期间形成。此外，对于每一代而言正 变得越来越重要的窄Z晶体管(narrow-Z transistor),如果沟槽被做得 更小并且对晶体管扩散使用更多的基板面(real estate),则该窄Z晶体 管显示出明显更好的性能。如图18所示，然后例如通过蚀刻或由化学机械抛光产生 的平坦化将任何不存在于沟槽208中的绝缘材料214移除。停止层206 充当障碍层和/或硬止动层。然后移除停止层206以形成隔离结构228， 如图19所示。注意停止层206的移除也移除了超出微电子衬底202 的大部分绝缘材料214。通常如图20中所示，沟槽208(见图17)的深宽比越高， 形成空腔226的趋势越强(在图20中该深宽比从左向右降低)。如本领 域技术人员将会理解的，增加沟槽侧面的角度具有相同的效果(即，侧 壁越垂直，该沟槽越倾向于在绝缘材料中形成空腔)。当然，可以理解 如果沟槽深度224与沟槽宽度222成比例地减小，则可以防止这样的空腔226。但是，减小沟槽深度224会导致过多的绝缘电流泄漏。 如图21中所示，在绝缘材料214的沉积期间或后续加工期间，隔离结构228中的空腔226会露出表面(即，在绝缘材料214中形成开口)。如本领域技术人员将会理解的，这会导致对于后续加工步骤不平整的表面形貌结构，并且如杲导电材料填充该空腔226的话，会导致晶体管节点之间的短路。因此，如果开发出这样的沟槽结构，其在减少或大体上消除在沟槽隔离结构的表面形成空腔的同时提供减小的沟槽宽度，并且还提供必需的电气绝缘，这将是有利的。附图简述尽管本说明书以特别指出并清楚要求那些被认为是本发 明的内容的权利要求来结束，但是当结合附图阅读本专利技术的如下描述 时，将更麥易确定本专利技术的优点，在附图中图1显示了根据本专利技术具有形成在其上的垫氧化物和停 止层的微电子衬底的侧面剖视图2显示了根据本专利技术形成在图l的微电子村底中的沟槽 的侧面剖—见图3显示了根据本专利技术形成在图2的沟槽中的沟槽侧壁间 隔的侧面剖3见图4显示了才艮据本专利技术紧靠沟槽底部的沟槽侧壁间隔的 一部分已经被移除以暴露微电子衬底的侧面剖视图。图5显示了根据本专利技术形成在图4的微电子村底中的腔室 的侧面剖—见图6显示了才艮据本专利技术穿过图4的沟槽侧壁层中的开口形 成在微电子衬底中的腔室的显微图片的侧面剖视图7显示了根据本专利技术用绝缘材料填充图5的沟槽的侧面 剖视图8显示了根据本专利技术从停止层移除绝缘材料的侧面剖 视图；图9显示了根据本专利技术移除停止层到垫氧化物，从而形成 隔离结构的侧面剖-见图；图10显示了根据本专利技术在其腔室区域内具有空腔的隔离 结构的侧面剖^L图；图11显示了如现有技术已知的具有形成在其上的垫氧化 物和停止层的微电子衬底的侧面剖视图；图12显示了如现有技术已知的形成在图ll的微电子衬底 中的沟槽的侧面剖一见图；图13显示了如现有技术已知的形成在图12的沟槽中的沟 槽侧壁间隔的侧面剖碎见图；图14显示了如现有技术已知的用绝缘材料填充图13的沟 槽的侧面剖一见图；图15显示了如现有技术已知的从停止层移除绝缘材料的 侧面剖3见图；图16显示了如现有技术已知的移除停止层到垫氧化物， /人而形成隔离结构的侧面剖一见图；图17显示了如现有技术已知的用绝缘材料填充图13的沟 槽，以及形成在该绝缘材料中的空腔的侧面剖岸见图；图18显示了如现有技术已知的从停止层移除绝缘材料的 侧面剖4见图；图19显示了如现有技术已知的移除停止层到垫氧化物， /人而形成隔离结构的侧面剖#见图；图20是如现有技术已知的具有多个深宽比的由绝缘材料 填充的沟槽的显孩i照片的侧面剖视图；和图21是如现有技术已知的在绝缘材料中形成开口的空腔 的侧面剖;f见图。所示实施例的详细说明在以下详细描述中，通过图示的方式参考了附图，附图显示了可在其中实施本专利技术的具体实施例。对这些实施例以足够的细节 进行了描述以使本领域技术人员能够实施本专利技术。应该懂得尽管本发 明的各种实施例是不同的，但不一定是相互排斥的。例如，本文联系 一个实施例而描述的具体的特征、结构或特性可在其它实施例中实施 而不背离本专利技术的精神和范围。此外，应该理解可修改各公开实施例中的单个元件的位置或排列而不背离本专利技术的精神和范围。因此，以 下详细描述不应被理解为限制意义，并且本专利技术的范围仅由适当解释 的所附权利要求、以及权利要求所授权的等同物的整个范围所限定。在附图中，贯穿若干^L图，相似的标号指相同或相似的功能性。件的隔离结构，其中该隔离结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔离结构，包括：　微电子衬底，其具有第一表面；　沟槽，其从所述微电子衬底第一表面延伸进入所述微电子衬底，所述沟槽具有至少一个侧壁和靠近所述微电子衬底第一表面的沟槽开口；　腔室，其在与所述沟槽开口相对的所述沟槽的末端处形 成于所述微电子衬底内；以及　绝缘材料，其布置在所述腔室和所述沟槽内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N林德特，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]