專利名稱：淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體集成電路制造工藝的日益進(jìn)步，半導(dǎo)體器件的尺寸越來越小，集成度 不斷提高，對制造工藝的要求也越來越高。 在半導(dǎo)體器件的制造工藝中，業(yè)界普遍使用淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)作為器件之間的隔離 結(jié)構(gòu)。典型的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括形成于襯底的溝槽以及填充于溝槽中的絕緣介質(zhì)。其中， 絕緣介質(zhì)一般為氧化硅。 淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造工藝一般如下通過光刻、刻蝕等工藝在襯底上形成寬度 以及深度滿足器件隔離需要的溝槽，然后通過填充工藝?yán)缁瘜W(xué)氣相沉積在所述的溝槽中 填充絕緣介質(zhì)，形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。在公開號為CN179944A
公開日為2006年5月31日、名稱為"淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及
形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法"專利申請文件中，公開了一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其制造方法。
圖1至圖4為所述中國專利申請文件所公開的方法的各步驟相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。 請參考圖l，提供襯底12，在襯底12上形成墊氧化硅層14，在墊氧化硅層14上形
成硬掩模層16。然后通過光刻以及刻蝕工藝在襯底12中形成如圖1所示的溝槽18，其中，
所述溝槽18具有傾斜的側(cè)壁，溝槽開口部分較底部寬，這有利于后續(xù)向該溝槽18中填充絕
緣介質(zhì)工藝的進(jìn)行。 接著，如圖2所示，對所述溝槽18側(cè)壁和底部執(zhí)行氮化工藝，在所述溝槽18側(cè)壁 和底部形成氮化硅襯墊層22。 然后，如圖3所示，在所述溝槽18填充氧化硅層24。再接著，如圖4所示，通過刻 蝕工藝去除所述硬掩模層16和墊氧化硅層14。即形成如圖4所示的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
上述的方法形成的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其中的溝槽具有頂部寬底部窄的特點(diǎn)，這主 要是為了利于填充深寬比較大的溝槽，減少或消除填充于溝槽的絕緣介質(zhì)中形成的空洞 (Viod)。然而，隨著器件尺寸的不斷減小，上述工藝形成的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)由于制造工藝偏 差易造成隔離效果下降，相鄰區(qū)域的器件之間漏電流增大。例如由于N阱或P阱光刻工藝 中對準(zhǔn)(alingment)工藝偏差，使得N阱或P阱會(huì)延伸相鄰的有源區(qū)，造成相鄰有源區(qū)中的 源區(qū)或漏區(qū)與該阱的距離縮短，易造成漏電流增大的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其制造方法，本發(fā)明能夠減小淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)
中的溝槽頂部以及底部的寬度的差距，并提供隔離性能更好的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供的一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括 提供半導(dǎo)體襯底，在所述襯底上形成第一保護(hù)層； 在所述半導(dǎo)體襯底中形成貫穿所述第一保護(hù)層的第一溝槽；
在所述溝槽側(cè)壁形成第二保護(hù)層； 以所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層為掩模，刻蝕所述第一溝槽的底部，使所述第一 溝槽深度增大，形成第二溝槽； 去除所述第二溝槽未被第二保護(hù)層覆蓋的側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝 槽的底部的寬度增大； 去除所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層后，在所述第二溝槽中填充絕緣層。 可選的，去除所述第二溝槽側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽的底部的寬
度增大的步驟如下 執(zhí)行氧化工藝，氧化所述第二溝槽的底部以及未被所述第二保護(hù)層覆蓋的第二溝 槽的側(cè)壁，形成犧牲氧化層；
去除所述的犧牲氧化層。 可選的，所述氧化工藝為爐管氧化或原位水蒸氣產(chǎn)生氧化工藝。 可選的，去除所述第二溝槽側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽的底部的寬
度增大的工藝為干法刻蝕或濕法刻蝕。 可選的，在所述第二溝槽中填充絕緣層的步驟如下 在所述第二溝槽側(cè)壁、底部以及半導(dǎo)體襯底表面形成第一介質(zhì)層； 對所述第一介質(zhì)層執(zhí)行無掩?？涛g工藝，去除所述第二溝槽底部以及半導(dǎo)體襯底
表面的第一介質(zhì)層，并在所述第二溝槽側(cè)壁保留部分厚度的第一介質(zhì)層； 在側(cè)壁具有第一介質(zhì)層的溝槽中填充第二介質(zhì)層。 可選的，填充第二介質(zhì)層的工藝為高密度等離子體化學(xué)氣相沉積。 可選的，所述第一介質(zhì)層為氧化硅或氮化硅，所述第二介質(zhì)層為氧化硅。 可選的，所述第一保護(hù)層為襯墊氧化硅層或襯墊氧化硅層與氮化硅掩模層的疊層。 可選的，所述第二保護(hù)層為氮化硅。 本發(fā)明還提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，包括形成于襯底中的溝槽和填充于所述溝槽 中的絕緣層；其中，所述溝槽的頂部的寬度與底部的寬度相同。 可選的，所述絕緣層包括所述溝槽側(cè)壁的第一介質(zhì)層以及所述第一介質(zhì)層外側(cè)的 第二介質(zhì)層；且由溝槽開口向底部方向，第一介質(zhì)層的厚度逐漸增大。
可選的，所述第一介質(zhì)層為氮化硅，第二介質(zhì)層為氧化硅。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 通過在半導(dǎo)體襯底中形成溝槽時(shí)，先形成第一溝槽，并在該第一溝槽側(cè)壁形成第 二保護(hù)層，接著通過刻蝕使第一溝槽深度加深，形成第二溝槽；并進(jìn)一步使所述第二溝槽未 被第二保護(hù)層覆蓋的部分的寬度增大，從而在去除所述第二保護(hù)層后，使得第二溝槽的底 部與頂部的寬度之差減小，甚至可以使所述第二溝槽的底部與頂部的寬度之差為零；在所 述的第二溝槽中填充絕緣層后可形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，可形成絕緣、隔離性能更好的淺溝 槽隔離結(jié)構(gòu)。


圖1至圖4為現(xiàn)有的一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法各步驟相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖； 圖5為本發(fā)明的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的流程圖；
圖6為半導(dǎo)體襯底的剖面示意圖； 圖7為在半導(dǎo)體襯底上形成襯墊氧化硅層和硬掩模層作為第一保護(hù)層后的剖面 示意圖； 圖8為在圖7所示的半導(dǎo)體襯底中形成第一溝槽后的剖面示意圖；
圖9為在所述第一溝槽側(cè)壁形成第二保護(hù)層后的剖面示意圖；
圖9a為在所述半導(dǎo)體襯底表面形成氮化硅膜層后的剖面示意圖；
圖10對圖9所示的第一溝槽刻蝕后的剖面示意圖；
圖n為去除第二溝槽側(cè)壁部分厚度材料后的剖面示意圖； 圖11a為對所述第二溝槽暴露表面執(zhí)行氧化工藝形成氧化層后的剖面示意圖； 圖12為去除第一保護(hù)層和第二保護(hù)層后的剖面示意圖； 圖13為在第二溝槽中填充絕緣介質(zhì)形成絕緣層后的剖面示意圖； 圖14為在第二溝槽側(cè)壁、底部以及半導(dǎo)體襯底表面形成第一介質(zhì)層后的剖面示
意圖； 圖15為對圖14所示的第一介質(zhì)層執(zhí)行刻蝕工藝后的剖面示意圖； 圖16為在圖15所示的第二溝槽中填充絕緣介質(zhì)作為第二介質(zhì)層后的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。 其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表 示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng) 限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
現(xiàn)有的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中由于制造工藝的需要，往往使溝槽具有傾斜的側(cè)壁，頂 部的寬度大于溝槽底部的寬度，其截面是倒梯形結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在制造工藝中雖然可便利向 溝槽中填充絕緣層的工藝的執(zhí)行，提高填充的絕緣層的膜層質(zhì)量。但是，卻易使形成的淺溝 槽隔離結(jié)構(gòu)的隔離性能下降?；诖耍景l(fā)明提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法以及淺 溝槽隔離結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的方法能夠減小淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的溝槽頂部以及底部的寬度的差 距，并提供隔離性能更好的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括，提供半導(dǎo)體襯底，在該半導(dǎo)體襯底上 形成第一保護(hù)層；接著，在所述半導(dǎo)體襯底中形成貫穿所述第一保護(hù)層的第一溝槽；然后， 在所述第一溝槽側(cè)壁形成第二保護(hù)層；以所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層為掩模，刻蝕所述 第一溝槽的底部，使所述第一溝槽深度增大，形成第二溝槽；再接著，去除所述第二溝槽未 被第二保護(hù)層覆蓋的側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽底部的寬度增大；然后，去除 所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層，在所述第二溝槽中填充絕緣層。
上述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法中，在半導(dǎo)體襯底中形成溝槽時(shí)，先形成一第
一溝槽，并在該第一溝槽側(cè)壁形成第二保護(hù)層，接著通過刻蝕使第一溝槽深度加深，形成第
二溝槽；并進(jìn)一步使所述第二溝槽未被第二保護(hù)層覆蓋的部分的寬度增大，從而在去除所
述第二保護(hù)層后，使得第二溝槽的底部與頂部的寬度之差減小，甚至可以使所述第二溝槽
的底部與頂部的寬度之差為零。例如，可以使所述第二溝槽的側(cè)壁與該半導(dǎo)體襯底表面垂
直。在所述的第二溝槽中填充絕緣層后，可形成絕緣、隔離性能更好的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。 圖5為本發(fā)明的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法的實(shí)施例的流程圖。 如圖5所述，步驟S100，提供半導(dǎo)體襯底，在所述襯底上形成第一保護(hù)層。 步驟S110，在所述半導(dǎo)體襯底中形成貫穿所述第一保護(hù)層的第一溝槽。 步驟S120，在所述溝槽側(cè)壁形成第二保護(hù)層。 步驟S130，以所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層為掩模，刻蝕所述溝槽的底部，使所述 溝槽深度增大，形成第二溝槽。 步驟S140，去除所述第二溝槽側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽的底部的 寬度增大。 步驟S150，去除所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層后，在所述第二溝槽中填充絕緣層。
其中，上述的步驟中，步驟S140可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)。例如，可通過干法刻蝕或 濕法刻蝕工藝，或者通過氧化、氮化等工藝消耗第二溝槽部分材料，形成氧化層或氮化層， 再通過選擇性刻蝕去除所述氧化層或氮化層。 下面結(jié)合具體的實(shí)施例和剖面示意圖對本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。當(dāng)然，本發(fā) 明的方法并不限于下面實(shí)施例所描述的具體步驟和細(xì)節(jié)，其也可以通過其它工藝和步驟執(zhí) 行本發(fā)明的方法，只要不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。 請參考圖6，首先，提供半導(dǎo)體襯底100。所述半導(dǎo)體襯底100可以是任何的半導(dǎo) 體材質(zhì)。該半導(dǎo)體襯底100用于在其上或其中制造半導(dǎo)體器件。例如，半導(dǎo)體襯底100的 材質(zhì)可以硅材質(zhì)，包括單晶硅、多晶硅以及非晶硅，或者上述的結(jié)合；該半導(dǎo)體襯底IOO還 可以是砷化鎵、硅稼化合物等材質(zhì)；所述半導(dǎo)體襯底100也可以包括絕緣層上硅結(jié)構(gòu)或硅
上外延層結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，所述半導(dǎo)體襯底ioo還可以是其它材質(zhì)或具有其它結(jié)構(gòu)。 請參考圖7，在所述半導(dǎo)體襯底IOO上依次形成襯墊氧化硅層102和硬掩模層 104。其中，所述硬掩模層104可以是氮化硅。所述襯墊氧化硅層102和硬掩模層104可以 用常規(guī)的制造工藝形成，例如，襯墊氧化硅層102通過熱氧化工藝形成，硬掩模層104通過 化學(xué)氣相沉積工藝制造等，這里不再贅述。所述襯墊氧化硅層102和硬掩模層104即為上 述的第一保護(hù)層。 當(dāng)然，也可以用其它材質(zhì)作為第一保護(hù)層，例如，直接在所述半導(dǎo)體襯底100上形 成氮化硅作為第一保護(hù)層，這里不再詳細(xì)描述。 本實(shí)施例中，以所述第一保護(hù)層為襯墊氧化硅層102和硬掩模層104的疊層結(jié)構(gòu) 為例進(jìn)行說明，襯墊氧化硅層102和硬掩模層104除具有常規(guī)淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)制造工藝中 的作用以外，還在后續(xù)工藝中具有保護(hù)層的作用。 請參考圖8，通過光刻和刻蝕工藝在所述半導(dǎo)體襯底100中形成貫穿所述第一保 護(hù)層的第一溝槽108。所述第一溝槽108可以通過常規(guī)的光刻和刻蝕工藝形成，這里不再詳細(xì)描述。 其中所述第一溝槽108的深度小于欲形成的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的溝槽的目標(biāo)深度。 請參考圖9，在所述第一溝槽108側(cè)壁形成第二保護(hù)層110。其中，第二保護(hù)層110 用于對該第一溝槽108底部刻蝕時(shí)保護(hù)該第一溝槽108的側(cè)壁，因而，該第二保護(hù)層110也 可稱為刻蝕掩模層。 本實(shí)施例中，所述第二保護(hù)層110為氮化硅、當(dāng)然其也可以是其它材質(zhì)，例如碳化
硅、碳氮化硅等，這里不再一一列舉。 所述第二保護(hù)層110還可以是疊層結(jié)構(gòu)。 以所述第二保護(hù)層110是氮化硅為例，形成該第二保護(hù)層110的步驟可以如下
首先，形成氮化硅膜層110a于所述第一溝槽108底部、側(cè)壁以及所述硬掩模層104 之上，如圖9a所示。其中，形成氮化硅膜層的方法可以是化學(xué)氣相沉積工藝。
接著，執(zhí)行無掩模刻蝕工藝，對所述氮化硅膜層110a進(jìn)行刻蝕，直至去除所述硬 掩模層104之上以及所述第一溝槽108底部的氮化硅膜層，并保留所述第一溝槽108a側(cè)壁 的氮化硅膜層，該氮化硅膜層即為圖9所示的第二保護(hù)層110。 請參考圖10，以所述第一保護(hù)層以及第二保護(hù)層110作為掩模層，刻蝕所述第一 溝槽108的底部，使所述第一溝槽108的深度增大，形成第二溝槽112。其中，所述的刻蝕工 藝可以是干法刻蝕或濕法刻蝕。以所述半導(dǎo)體襯底100為單晶硅、所述刻蝕工藝為干法刻 蝕為例，刻蝕中選用的刻蝕氣體可以是含氟的氣體，例如CF4、(^Fe等，這里不再詳細(xì)描述。
請參考圖ll，去除所述第二溝槽112未被所述第二保護(hù)層110覆蓋的側(cè)壁的部分 厚度的材料，使所述第二溝槽112底部的寬度增大。同時(shí)不可避免的也是的第二溝槽112 的深度有所加深。 其中，去除所述第二溝槽112未被所述第二保護(hù)層IIO覆蓋的側(cè)壁的部分厚度的 材料的方法可以是濕法刻蝕，也可以是干法刻蝕工藝。此外，也可先通過氧化、氮化等工藝 形成氮化層、氧化層，消耗部分材料，并去除該氮化層、氧化層，從而使該第二溝槽112底部 的寬度增大。本實(shí)施例中以先氧化再去除工藝為例進(jìn)行說明。 如圖1 la所示，執(zhí)行氧化工藝，氧化所述第二溝槽112未被所述第二保護(hù)層110覆 蓋的側(cè)壁和底部，形成氧化層112a。其中，所述的氧化工藝可以是爐管氧化工藝(Furnace Oxidation)，或快速熱退火氧化工藝，或者原位水蒸氣氧化產(chǎn)生(ISSG)氧化工藝等。通過 該氧化工藝，消耗所述第二溝槽112底部和側(cè)壁部分厚度的材質(zhì)，形成氧化層112a，例如， 在所述半導(dǎo)體襯底100為單晶硅時(shí)，所述氧化層112a為氧化硅。可通過調(diào)整氧化工藝來調(diào) 整形成的氧化層112a的厚度，這里不再詳細(xì)描述。 接著，通過刻蝕工藝去除所述氧化層112a，即形成如圖11所示的結(jié)構(gòu)。該刻蝕工 藝可以是濕法刻蝕，也可以是干法刻蝕。由于氧化層112a與半導(dǎo)體襯底IIO材質(zhì)不同，可 以使用對氧化層112a和半導(dǎo)體襯底IIO具有不同刻蝕速率的刻蝕劑或刻蝕氣體，本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以根據(jù)材質(zhì)的不同進(jìn)行選擇，這里不再贅述。此外，無論在形成氧化層112a的氧 化工藝中，還是在去除所述氧化層112a的刻蝕工藝中，所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層110 保護(hù)所述第二溝槽112的其它區(qū)域以及所述半導(dǎo)體襯底100的表面不受影響。
請參考圖12，去除所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層110。以所述第一保護(hù)層為襯墊氧化硅層102和氮化硅材質(zhì)的硬掩模層104，第二保護(hù)層110為氧化硅為例，可以先用磷酸 溶液去除氮化硅膜層，接著通過氫氟酸溶液去除襯墊氧化硅層102 。 此外，在執(zhí)行完圖11a所述的氧化工藝、形成氧化層112a之后，可以先不執(zhí)行去除 該氧化層112a的工藝，而是先用磷酸溶液去除氮化硅膜層的工藝，然后在用氫氟酸溶液去 除襯墊氧化硅層102時(shí)，一并去除該氧化層112a。 通過對所述第二溝槽112的底部進(jìn)行加寬，使得形成的第二溝槽112的底部與頂 部的寬度大致一致，該第二溝槽112的側(cè)壁傾斜程度減小，與底部的夾角增大，該夾角接近 于90度或?yàn)?0度。 請參考圖13，在所述第二溝槽112中填充絕緣介質(zhì)，例如氧化硅，形成絕緣層114。 其中，填充絕緣介質(zhì)的方法可以是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積。 由于該第二溝槽112側(cè)壁傾斜程度減小，使得在該第二溝槽中填充絕緣介質(zhì)時(shí)難 度增大，基于此，本發(fā)明還提供一種填充溝槽的方法，該方法可便利向第二溝槽112中填充 絕緣介質(zhì)，減少空隙缺陷(Voiddefect)，可提高填充的絕緣層的質(zhì)量。圖14和圖15為與該 填充溝槽的方法的實(shí)施例相應(yīng)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖14所示，在所述第二溝槽112側(cè)壁、底部以及半導(dǎo)體襯底IOO表面形成介質(zhì) 層116。本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層116為氮化硅。此外，所述介質(zhì)層116還可以是氧化硅、碳 化硅等其它介質(zhì)材料。 接著，如圖15所示，對所述介質(zhì)層116執(zhí)行無掩模干法刻蝕工藝，去除所述第二溝 槽112底部以及半導(dǎo)體襯底100表面的介質(zhì)層116，并在所述第二溝槽112側(cè)壁保留部分 厚度的第一介質(zhì)層116a。由于該步驟的刻蝕工藝中，第二溝槽112側(cè)壁頂部的部分介質(zhì)層 116會(huì)被減薄，且隨著向第二溝槽112底部方向延伸，被減薄的厚度越來越小。故而，執(zhí)行 完上述的無掩模干法刻蝕工藝之后，保留于第二溝槽112側(cè)壁的第一介質(zhì)層116a頂部厚度 小，底部厚度大。使得具有第一介質(zhì)層116a的第二溝槽112呈頂部開口大、底部寬度小于 頂部開口的形狀，這有利于在該第二溝槽112中填充絕緣介質(zhì)114。其中，該填充工藝可以 是高密度等離子體化學(xué)氣相沉積工藝。 然后，如圖16所示，在所述側(cè)壁具有第一介質(zhì)層116a的第二溝槽112中填充絕緣 介質(zhì)，形成第二介質(zhì)層118。即形成具有第一介質(zhì)層116a和第二介質(zhì)層118的淺溝槽隔離 結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括提供半導(dǎo)體襯底，在所述襯底上形成第一保護(hù)層；在所述半導(dǎo)體襯底中形成貫穿所述第一保護(hù)層的第一溝槽；在所述溝槽側(cè)壁形成第二保護(hù)層；以所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層為掩模，刻蝕所述第一溝槽的底部，使所述第一溝槽深度增大，形成第二溝槽；去除所述第二溝槽未被第二保護(hù)層覆蓋的側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽的底部的寬度增大；去除所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層后，在所述第二溝槽中填充絕緣層。
2. 如權(quán)利要求1所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于去除所述第二溝槽 側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽的底部的寬度增大的步驟如下執(zhí)行氧化工藝，氧化所述第二溝槽的底部以及未被所述第二保護(hù)層覆蓋的第二溝槽的 側(cè)壁，形成犧牲氧化層；去除所述的犧牲氧化層。
3. 如權(quán)利要求2所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述氧化工藝為爐 管氧化或原位水蒸氣產(chǎn)生氧化工藝。
4. 如權(quán)利要求1所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于去除所述第二溝槽側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽的底部的寬度增大的工藝 為干法刻蝕或濕法刻蝕。
5. 如權(quán)利要求1所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于在所述第二溝槽中 填充絕緣層的步驟如下在所述第二溝槽側(cè)壁、底部以及半導(dǎo)體襯底表面形成第一介質(zhì)層；對所述第一介質(zhì)層執(zhí)行無掩?？涛g工藝，去除所述第二溝槽底部以及半導(dǎo)體襯底表面 的第一介質(zhì)層，并在所述第二溝槽側(cè)壁保留部分厚度的第一介質(zhì)層； 在側(cè)壁具有第一介質(zhì)層的溝槽中填充第二介質(zhì)層。
6. 如權(quán)利要求5所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于填充第二介質(zhì)層的 工藝為高密度等離子體化學(xué)氣相沉積。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述第一介質(zhì) 層為氧化硅或氮化硅，所述第二介質(zhì)層為氧化硅。
8. 如權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于 所述第一保護(hù)層為襯墊氧化硅層或襯墊氧化硅層與氮化硅掩模層的疊層。
9. 如權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于 所述第二保護(hù)層為氮化硅。
10. —種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，包括形成于襯底中的溝槽和填充于所述溝槽中的絕緣層； 其特征在于所述溝槽的頂部的寬度與底部的寬度相同。
11. 如權(quán)利要求10所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于所述絕緣層包括所述溝槽側(cè) 壁的第一介質(zhì)層以及所述第一介質(zhì)層外側(cè)的第二介質(zhì)層；且由溝槽開口向底部方向，第一 介質(zhì)層的厚度逐漸增大。
12. 如權(quán)利要求ll所述的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一介質(zhì)層為氮化硅，第二介質(zhì)層為氧化硅c
全文摘要
一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，在所述襯底上形成第一保護(hù)層；在所述半導(dǎo)體襯底中形成貫穿所述第一保護(hù)層的第一溝槽；在所述溝槽側(cè)壁形成第二保護(hù)層；以所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層為掩模，刻蝕所述第一溝槽的底部，使所述第一溝槽深度增大，形成第二溝槽；去除所述第二溝槽未被第二保護(hù)層覆蓋的側(cè)壁的部分厚度的材料，使所述第二溝槽的底部的寬度增大；去除所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層后，在所述第二溝槽中填充絕緣層。本發(fā)明還提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能夠減小淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)中的溝槽頂部以及底部的寬度的差距，并提供隔離性能更好的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/762GK101740459SQ20081022638
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者劉金華 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司