沟槽隔离结构的形成方法技术

本发明专利技术提供了一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：提供衬底，衬底包含硅；在将要形成沟槽隔离结构的区域内，刻蚀衬底形成多个间隔的沟槽，沟槽之间利用硅柱隔开，硅柱为硅，硅柱的宽度和沟槽的宽度的比例大于或等于0.45:0.55；对硅柱进行热氧化处理，使得硅柱形成为二氧化硅柱，二氧化硅柱在热氧化时，二氧化硅进行膨胀，以使得二氧化硅填充满沟槽。本发明专利技术在较宽的沟槽隔离结构中，沟槽隔离结构的表面保持了平整，并且沟槽隔离结构的表面和衬底的表面齐平。表面齐平。表面齐平。

【技术实现步骤摘要】
沟槽隔离结构的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种沟槽隔离结构的形成方法。

技术介绍

[0002]集成电路工艺中，在同一块半导体硅片上，需要同时制作多个功能器件或功能元件，因此，需要使用沟槽隔离结构将功能器件或功能元件隔离开。浅沟槽隔离结构是常用的沟槽隔离结构，浅沟槽隔离结构的宽度(位于相邻功能器件或者说相邻功能元件之间的宽度)一般为大于20um。浅沟槽隔离结构通常是通过向沟槽中填充二氧化硅而形成。
[0003]现有技术中，形成沟槽隔离结构的方法包括：请参照图1，首先，提供一衬底110，衬底110可以是一晶圆，在衬底110的表面形成一氧化硅层120，氧化硅层120可以是通过沉积一层二氧化硅而得到，在氧化硅层120的表面形成一氮化硅层130，氮化硅层130可以是通过沉积氧化硅而得到。接着，请参照图2，从氮化硅层130的表面向衬底110的内部方向刻蚀氮化硅层130、氧化硅层120和部分衬底110，停止刻蚀的地方为衬底110的内部，刻蚀形成沟槽。向沟槽内填充二氧化硅140，可以采用高密度等离子体或者热氧化生长二氧化硅140的方式。此时，二氧化硅会覆盖到氮化硅层130的表面。接着，请参照图3，去除氮化硅层130的表面的二氧化硅140，可以采用研磨去除氮化硅层130的表面的二氧化硅140的方式，也可以采用刻蚀去除氮化硅层130的表面的二氧化硅140的方式，去除二氧化硅140后露出氮化硅层130的表面。剩余的沟槽内的二氧化硅作为沟槽隔离结构150。最后去除氮化硅层130和氧化硅层120，去除氮化硅层130和氧化硅层120均可以采用刻蚀的方法，去除后，露出衬底110的表面。
[0004]然而，由于，沟槽隔离结构的宽度较宽，即位于衬底110内的宽度较宽，一般为大于20μm，所以形成的沟槽也的宽度也为大于20μm。由于宽度较宽，采用现有技术的沟槽隔离结构的形成方法，会出现沟槽隔离结构150的表面不平整，特别是在沟槽隔离结构150的中间部分出现凹陷的情况，会导致沟槽隔离结构150的表面与衬底110的表面不能齐平。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种沟槽隔离结构的形成方法，在较宽的沟槽隔离结构中，沟槽隔离结构的表面可以保持平整，并且沟槽隔离结构的表面可以和衬底的表面齐平。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：
[0007]提供衬底，所述衬底包含硅；
[0008]在将要形成沟槽隔离结构的区域内，刻蚀所述衬底形成多个间隔的沟槽，所述沟槽之间利用硅柱隔开，所述硅柱为硅，所述硅柱的宽度和所述沟槽的宽度的比例大于或等于0.45:0.55；
[0009]对所述硅柱进行热氧化处理，使得所述硅柱形成为二氧化硅柱，所述二氧化硅柱在热氧化时，二氧化硅进行膨胀，以使得所述二氧化硅填充满沟槽。
[0010]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，干法刻蚀所述衬底形成多个间隔
的沟槽。
[0011]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，所述硅柱的形状为长方体。
[0012]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，所述硅柱为多个。
[0013]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，多个所述硅柱的宽度相同。
[0014]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，多个所述沟槽的宽度相同。
[0015]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，对所述硅柱进行热氧化处理的方法包括：干氧氧化或水汽氧化。
[0016]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，所述衬底包括：单晶硅、绝缘体上硅(SOI)或绝缘体上层叠硅(SSOI)。
[0017]可选的，在所述的沟槽隔离结构的形成方法中，对多个所述硅柱进行热氧化处理，使得所述硅柱形成为二氧化硅柱，所述二氧化硅柱膨胀，以使得二氧化硅填充满沟槽之后，还包括：研磨所述二氧化硅，使得所述二氧化硅的表面和所述衬底的表面齐平。
[0018]在本专利技术提供的沟槽隔离结构的形成方法中，包括：提供衬底，所述衬底包含硅；在将要形成沟槽隔离结构的区域内，刻蚀所述衬底形成多个间隔的沟槽，所述沟槽之间利用硅柱隔开，所述硅柱为硅，所述硅柱的宽度和所述沟槽的宽度的比例大于或等于0.45:0.55；对所述硅柱进行热氧化处理，使得所述硅柱形成为二氧化硅柱，所述二氧化硅柱在热氧化时，二氧化硅进行膨胀，以使得所述二氧化硅填充满沟槽。本专利技术在较宽的沟槽隔离结构中，沟槽隔离结构的表面保持了平整，并且沟槽隔离结构的表面和衬底的表面齐平。
附图说明
[0019]图1至图3是现有技术的沟槽隔离结构的形成方法的示意图；
[0020]图4是本专利技术实施例的沟槽隔离结构的形成方法的流程图；
[0021]图5至图8是专利技术实施例的沟槽隔离结构的形成方法的示意图；
[0022]图中：110
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衬底、120
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氧化硅层、130
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氮化硅层、140
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二氧化硅、150
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沟槽隔离结构、210
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衬底、220
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氧化硅层、230
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沟槽、240
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硅柱、250
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二氧化硅、260
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沟槽隔离结构。
具体实施方式
[0023]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，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。
[0024]在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
[0025]请参照图4，本专利技术提供了一种沟槽隔离结构的形成方法，包括：
[0026]S11：提供衬底，衬底包含硅；
[0027]S12：在将要形成沟槽隔离结构的区域内，刻蚀衬底形成多个间隔的沟槽，沟槽之间利用硅柱隔开，硅柱为硅，硅柱的宽度和沟槽的宽度的比例大于或等于0.45:0.55；
[0028]S13：对硅柱进行热氧化处理，使得硅柱形成为二氧化硅柱，二氧化硅柱在热氧化时，二氧化硅进行膨胀，以使得二氧化硅填充满沟槽。
[0029]首先，请参照图5，提供衬底210，衬底210包含硅。所以，衬底210可以为单晶硅、绝缘体上硅(SOI)或绝缘体上层叠硅(SSOI)。本专利技术实施例选择单晶硅的晶圆，在本专利技术的其他实施例中，也可以选择绝缘体上硅(SOI)或绝缘体上层叠硅(SSOI)。接着，在衬底210的表面形成氧化硅层220，氧化硅层220可以通过沉积二氧化硅的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包含硅；在将要形成沟槽隔离结构的区域内，刻蚀所述衬底形成多个间隔的沟槽，所述沟槽之间利用硅柱隔开，所述硅柱为硅，所述硅柱的宽度和所述沟槽的宽度的比例大于或等于0.45:0.55；对所述硅柱进行热氧化处理，使得所述硅柱形成为二氧化硅柱，所述二氧化硅柱在热氧化时，二氧化硅进行膨胀，以使得所述二氧化硅填充满沟槽。2.如权利要求1所述的沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，干法刻蚀所述衬底形成多个间隔的沟槽。3.如权利要求1所述的沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，所述硅柱的形状为长方体。4.如权利要求3所述的沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，所述硅柱为多个。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨继业，王健鹏，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：