浅沟槽隔离结构及形成方法，半导体器件结构及形成方法技术

一种浅沟槽隔离结构及其形成方法，半导体结构及其形成方法。其中，所述浅沟槽隔离结构包括：半导体基底；位于半导体基底上的第一外延层；位于第一外延层上的第二外延层；位于第二外延层、第一外延层和半导体基底内的浅沟槽主体区以及位于第一外延层内浅沟槽延伸区。所述浅沟槽隔离结构拥有高隔离性能，减小半导体器件中的漏电流的产生，提高半导体器件的性能及可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体制造
，尤其涉及一种浅沟槽隔离结构以及形成方法，一种半导体器件结构以及形成方法。
技术介绍
半导体集成电路的发展方向为增加密度与缩小元件。在集成电路制作中，隔离结构是一种重要技术，形成在硅基底上的元件采用隔离结构进行相互间的绝缘隔离。随着半导体制作技术的进步，浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)技术已经逐渐取代了传统半导体器件制作所采用的如局部硅氧化法(LOCOS)等其他隔离方法成为一种常用的隔离结构。现有浅沟槽隔离结构的形成方法一般包括:提供半导体基底；在半导体基底上形成氧化硅衬垫和氮化硅介质层；对氧化硅衬垫和氮化硅介质层进行光刻，定义出浅沟槽图形；沿浅沟槽图形刻蚀半导体基底，形成浅沟槽；以化学气相淀积工艺在所述氮化硅介质层上形成氧化硅层，并将所述氧化硅层填充满浅沟槽；以化学机械研磨(CMP)研磨氧化硅层至露出氮化硅介质层；将氮化硅层和氧化硅衬垫去除。在专利号为US7112513的美国专利文件中还可以发现更多的浅沟槽隔离结构的形成方法。然而，现有工艺形成的浅沟槽隔离结构的隔离性能低下，使半导体器件之间容易产生漏电流，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浅沟槽隔离结构，包括：半导体基底，其特征在于，还包括：位于半导体基底上的第一外延层；位于第一外延层上的第二外延层；位于第二外延层、第一外延层和半导体基底内的浅沟槽主体区以及位于第一外延层内浅沟槽延伸区。

【技术特征摘要】
1.一种浅沟槽隔离结构，包括: 半导体基底，其特征在于，还包括: 位于半导体基底上的第一外延层； 位于第一外延层上的第二外延层； 位于第二外延层、第一外延层和半导体基底内的浅沟槽主体区以及位于第一外延层内浅沟槽延伸区。2.依据权利要求1所述浅沟槽隔离结构，其特征在于:所述浅沟槽主体区和浅沟槽延伸区构成“十”字型。3.依据权利要求1所述浅沟槽隔离结构，其特征在于:所述浅沟槽延伸区位于浅沟槽主体区两侧。4.依据权利要求1所述浅沟槽隔离结构，其特征在于:所述延伸区的高度为50 lOOnm，宽度大于等于延伸区所在第一外延层内的浅沟槽主体区的宽度，小于浅沟槽主体区览度的两倍。5.依据权利要求1所述浅沟槽隔离结构，其特征在于:所述第二外延层的厚度为5 200nmo6.依据权利要求1所述浅沟槽隔离结构，其特征在于:所述浅沟槽主体区和浅沟槽延伸区的材料为二氧化硅。7.依据权利要求1所述浅沟槽隔离结构，其特征在于:所述半导体基底、第一外延层和第二外延层的材料为P型硅或η型硅。8.—种浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于，包括步骤: 提供半导体基底； 在所述半导体基底上形成第一掩膜层； 刻蚀第一掩膜层至露出半导体基底，形成替代隔离结构； 在替代隔离结构两侧形成侧墙； 在半导体基底上形成第一外延层，所述第一外延层表面与替代隔离结构及侧墙表面齐平； 去除替代隔离结构，形成第一开口 ； 在第一开口内填充满外延硅锗层； 在第一外延层、侧墙、外延硅锗层上形成第二外延层； 在第二外延层上形成第二掩膜层，所述第二掩膜层内具有贯穿其厚度的第二开口，所述第二开口的位置与第一开口的位置对应； 以第二掩膜层为掩膜，沿第二开口刻蚀第二外延层、外延硅锗层和半导体基底，形成浅沟槽主体区沟槽； 去除浅沟槽主体区沟槽侧壁剩余的外延硅锗层； 向浅沟槽主体区沟槽以及被去除的外延硅锗层的位置内填充满绝缘层，所述绝缘层与侧墙构成浅沟槽隔离结构，侧墙作为浅沟槽隔离结构的浅沟槽延伸区。9.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:刻蚀形成浅沟槽主体区的方法为干法刻蚀，刻蚀气体为Cl2或HBr或Cl2和HBr的混合气体。10.依据权利要求9所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:所述刻蚀气体对第二外延层和外延硅锗层的刻蚀选择比为2: I。11.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:去除浅沟槽侧壁剩余的外延硅锗层的方法为湿法刻蚀。12.依据权利要求11所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:所述刻蚀液体氢氟酸与硝酸的混合液。13.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:所述绝缘层材料为二氧化硅。14.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:所述浅沟槽隔离结构的主体区和延伸区形成“十”字型。15.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:所述延伸区的厚度为50 lOOnm，宽度大于等于延伸区所在第一外延层内的浅沟槽主体区的宽度，小于浅沟槽主体区宽度的两倍。16.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:所述第二外延层的厚度为5 200nm。17.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:所述半导体基底、第一外延层和第二外延层的材料为P型娃或η型娃。18.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:第一掩膜层为叠层结构，包括位于半导体基底上的第一氧化硅衬垫层，位于第一氧化硅衬垫层上的第一氮化娃介质层。19.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:第二掩膜层为叠层结构，包括位于第二外延层上的第二氧化硅衬垫层，位于第二氧化硅衬垫层上的第二氮化娃介质层。20.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:侧墙形成方法为:在所述半导体基底和替代隔离结构表面形成侧墙介质层；回刻侧墙介质层至露出半导体基。21.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:侧墙材料为二氧化硅。22.依据权利要求8所述浅沟槽隔离结构的形成方法，其特征在于:去除替代隔离结构之前，还包括:以热氧化工艺在第一外延层表面形成氧化层。23.一种半导体器件的结构，包括: 半导体基底，所述半导体基底内具有隔离区及位于隔离区之间的有源区，其特征在于，还包括: 位于半导体基底上的第一外延层； 位于第一外延层上的第二外延层； 位于第二外延层、第一外延层和半导体基底内的浅沟槽主体区以及位于第一外延层内浅沟槽延伸区； 位于有源区第二外延层上的栅极结构； 位于栅极结构两侧第二外延层内的源漏区，源漏区位于浅沟槽延伸区上方。24.依据权利要求23所述半导体器件的结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金华，
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：