【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，尤其涉及浅沟槽制备方法、浅沟槽隔离结构制备方法、半导体器件。
技术介绍
1、为了满足集成电路中不断提高的集成度要求，半导体隔离技术也从最早的pn结隔离技术迭代至浅沟槽隔离技术(sti技术-shallow trench isolation技术)。
2、其中，sti技术需要先形成浅沟槽结构；再通过高密度等离子化学气相沉积工艺(hdp cvd工艺-high density plasma chemical vapor deposition工艺)在浅沟槽结构中淀积场区二氧化硅，以形成场区氧化物隔离器件；最后去除多余的二氧化硅和氮化硅。
3、随着半导体工艺尺寸的不断突破，浅沟槽的深宽比也在不断增大。
4、对于深宽比大于6:1的浅沟槽，hdp cvd工艺填充的二氧化硅存在比较严重的空洞，无法满足工艺的要求。因此在进入65nm工艺节点之后，本领域通过高深宽比工艺(harp-high aspect ratio process)取代hdp cvd工艺，以提高浅沟槽中二氧化硅的填充质量。
5、此外，在形成浅沟槽结构的过程中，增大有源区顶角的曲率半径对于器件的性能和良率也十分重要。如果曲率半径过小，顶角过于尖锐，会在浅沟槽隔离侧墙处产生高的边缘电场，导致高的漏电流，在测试id-vg曲线时表现为“双驼峰”，即栅极电压在达到阈值电压之前，存在一段电流瞬间增大的现象。
6、因此在通过harp工艺填充浅沟槽之前，本领域的现有技术通常会在完成浅沟槽刻蚀后进行氮化硅回刻，然后进行
7、(1)沟槽侧壁氧化增大有源区顶角的曲率半径的幅度有限，没法有效改善“双驼峰”问题。
8、(2)在进行氮化硅回刻时，会使用于回刻的酸性溶液与浅沟槽的侧壁大量接触，可能会导致硅衬底产生未知缺陷。
9、因而，提供一种能实现显著圆角化且降低衬底缺陷风险的沟槽的制备方法已成为业界亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种沟槽的制备方法、沟槽结构、半导体器件。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种浅沟槽制备方法，包括：
3、提供一硅衬底；
4、在所述硅衬底上沿背离所述硅衬底的方向依次形成垫二氧化硅层与氮化硅层；
5、在所述氮化硅层和所述垫二氧化硅上形成图形化的第一掩模层；其中，所述第一掩模层包括第一窗口区和阻挡区；
6、以所述第一掩模层为掩模对位于所述第一窗口区的所述氮化硅层与所述垫二氧化硅层依次进行干法刻蚀，刻蚀终点停留在所述硅衬底的表面；
7、采用湿法刻蚀对所述氮化硅层进行回刻，以暴露出所述氮化硅以下部分的所述垫二氧化硅层，以形成包括第二窗口区的第二硬掩模层；
8、以所述第二硬掩模层为掩模，对所述第二窗口内的垫二氧化硅层以及所述硅衬底进行干法刻蚀，圆角化至少部分所述垫二氧化硅层下覆盖的浅沟槽边沿的顶角，并形成预设深度的浅沟槽。
9、可选的，在所述硅衬底上形成所述垫二氧化硅层，具体包括：
10、将硅衬底置于炉管内，在第一温度下通入氧气，以在所述硅衬底上形成所述垫二氧化硅层。
11、可选的，在所述垫二氧化硅层上形成所述氮化硅层，具体包括：
12、在炉管中通入sih4和nh3气体，反应生成si3n4，沉积在所述垫二氧化硅层的表面形成氮化硅层。
13、可选的，在所述氮化硅层和所述垫二氧化硅层上形成所述第一掩模层，具体包括：
14、在所述氮化硅层上旋涂光阻层；
15、对所述光阻层进行曝光及显影，以形成第一掩模层图案化的光阻；
16、干法刻蚀所述氮化硅层和所述垫二氧化硅层，形成所述第一掩模层图案的所述氮化硅和所述垫二氧化硅。
17、可选的，所述硅衬底相较于所述垫二氧化硅层的刻蚀选择比满足：在浅沟槽刻蚀深度达到最终深度的75％～99％时，所述暴露出的部分垫二氧化硅层至少部分/完全被消耗。
18、可选的，在形成浅沟槽后还包括：采用高温炉管工艺在所述浅沟槽的侧壁形成侧壁氧化层。
19、根据本专利技术的第二方面，提供了一种浅沟槽隔离结构制备方法，包括：
20、通过本专利技术的第一方面及可选方案提供的浅沟槽制备方法制备浅沟槽；
21、在所述浅沟槽内填充绝缘介质，以形成浅沟槽隔离结构。
22、可选的，在所述浅沟槽内填充绝缘介质，以形成浅沟槽隔离结构，具体包括：
23、在所述浅沟槽内填充绝缘介质，直至所述绝缘介质覆盖所述氮化硅层，以形成绝缘介质层；
24、对所述绝缘介质层进行高温退火；
25、对所述绝缘介质层进行研磨，以完全露出所述氮化硅层；
26、通过湿法刻蚀工艺去除所述氮化硅层。
27、可选的，对所述绝缘介质层进行研磨，具体包括：通过cmp工艺将所述绝缘介质层的表面研磨至低于所述氮化硅层，以完全露出所述氮化硅层。
28、可选的，填充所述绝缘介质的工艺，具体包括：高深宽比工艺。
29、根据本专利技术的第三方面，提供了一种半导体器件，包括本专利技术的第二方面及可选方案提供的浅沟槽隔离结构制备方法制备的浅沟槽隔离结构。
30、本专利技术提供的沟槽的制备方法，在对所述氮化硅层与所述垫二氧化硅层依次进行干法刻蚀后，先对氮化硅层进行回刻，以暴露出氮化硅以下部分的所述垫二氧化硅层；再以氮化硅层和暴露出的部分垫二氧化硅层为掩模，对所述垫二氧化硅层及所述硅衬底进行干法刻蚀，以圆角化至少部分所述垫二氧化硅层下覆盖的浅沟槽边沿的顶角，并形成预设深度的浅沟槽。该方法通过先进行氮化硅的回刻再进行浅沟槽刻蚀，在以氮化硅层和暴露出的垫二氧化硅层作为硬掩模对硅衬底进行刻蚀时，作为硬掩模的垫二氧化硅也在被缓慢消耗，并在完成浅沟槽刻蚀前被完全刻蚀掉或部分刻蚀掉，以使得浅沟槽边沿完全露出或部分露出，由于边沿顶角的蚀刻速率比浅沟槽内部的蚀刻速率快，因此浅沟槽边沿露出部分被消耗，使沟槽边沿的顶角具有较大的曲率半径，实现有源区顶角的圆角化，进而有利于后续沟槽氧化物的沉积，不容易出现悬挂效应。此外，由于该方法先进行氮化硅的回刻再进行浅沟槽刻蚀，从而避免了在氮化硅的回刻的过程中所采用的刻蚀液体与硅衬底的内部接触而引起的硅衬底的内部的缺陷。
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1.一种浅沟槽制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，在所述硅衬底上形成所述垫二氧化硅层，具体包括：
3.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，在所述氮化硅层和所述垫二氧化硅层上形成所述第一掩模层，具体包括：
4.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，所述硅衬底相较于所述垫二氧化硅层的刻蚀选择比满足：在浅沟槽刻蚀深度达到最终深度的75％～99％时，所述暴露出的部分垫二氧化硅层至少部分/完全被消耗。
5.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，在形成浅沟槽后还包括：采用高温炉管工艺在所述浅沟槽的侧壁形成侧壁氧化层。
6.一种浅沟槽隔离结构制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的浅沟槽隔离结构制备方法，其特征在于，在所述浅沟槽内填充绝缘介质，以形成浅沟槽隔离结构，具体包括：
8.根据权利要求7所述的浅沟槽隔离结构制备方法，其特征在于，对所述绝缘介质层进行研磨，具体包括：通过CMP工艺将所述绝缘介质层的表面研磨至低于所述
9.根据权利要求7所述的浅沟槽隔离结构制备方法，其特征在于，填充所述绝缘介质的工艺，具体包括：高深宽比工艺。
10.一种半导体器件，其特征在于，包括由权利要求9所述的浅沟槽隔离结构制备方法制备的浅沟槽隔离结构。
...【技术特征摘要】
1.一种浅沟槽制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，在所述硅衬底上形成所述垫二氧化硅层，具体包括：
3.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，在所述氮化硅层和所述垫二氧化硅层上形成所述第一掩模层，具体包括：
4.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，所述硅衬底相较于所述垫二氧化硅层的刻蚀选择比满足：在浅沟槽刻蚀深度达到最终深度的75％～99％时，所述暴露出的部分垫二氧化硅层至少部分/完全被消耗。
5.根据权利要求1所述的浅沟槽制备方法，其特征在于，在形成浅沟槽后还包括：采用高温炉管工艺在所述浅沟槽的侧壁形成侧壁氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏洋，孙九龙，刘欣，康小磊，李丹妮，
申请(专利权)人：广州增芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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