一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及特別涉及一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]淺溝槽隔離(STI)技術(shù)是目前大規(guī)模集成電路制造中用于器件隔離的主要方法。隨著半導體工藝進入深亞微米時代，0.13微米以下的器件，例如MOSFET (金屬氧化物半導體晶體管)器件的體區(qū)和漂移區(qū)之間均采用淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0003]圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的MOSFET器件的剖視圖。如圖1A所示，半導體襯底100中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101，在半導體襯底100中的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)分別形成有N型阱區(qū)102A和P型阱區(qū)102B。在N型阱區(qū)102A內(nèi)形成有MOSFET晶體管的源/漏極103，且在P型阱區(qū)102B內(nèi)形成有MOSFET晶體管的漏/源極(未示出)。當在P型阱區(qū)102B對應(yīng)的半導體襯底100上形成精確對準的光刻膠層104時，則N型阱區(qū)102A和P型阱區(qū)102B精確地形成在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)，電子在N型阱區(qū)102A和MOSFET晶體管的漏/源極103之間的移動路徑N-N較長，同樣地，空穴在P型阱區(qū)102B和MOSFET晶體管的源/漏極之間的移動路徑也較長，因此，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101能夠起到很好的隔離作用。
[0004]但是，隨著半導體工藝尺寸的逐漸減小，實際工藝中，N型阱區(qū)102A和P型阱區(qū)102B很難精確地、對稱地形成在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)。原因在于，如圖1B所示，當在P型阱區(qū)102B對應(yīng)的半導體襯底100上形成光刻膠層104時，由于工藝尺寸的縮小，光刻膠層104的邊緣將不可避免地發(fā)生偏移。當光刻膠層104的邊緣向P型阱區(qū)102B的一側(cè)偏移時，以該光刻膠層104為掩膜經(jīng)離子注入工藝形成的N型阱區(qū)102A將向P型阱區(qū)102B的一側(cè)偏移，甚至使N型阱區(qū)102A越過淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101，這樣將導致電子在N型阱區(qū)102A和MOSFET晶體管的漏/源極103之間的移動路徑N-N縮短，致使隔離性能降低而損害半導體器件的隔離性能。同樣道理，當形成P型阱區(qū)102B的光刻膠層(未示出)的邊緣向N型阱區(qū)102A的一側(cè)偏移時，將導致空穴在P型阱區(qū)102B和MOSFET晶體管的源/漏極(未示出)之間的移動路徑縮短，而降低隔離性能。
[0005]因此，需要一種新的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。
[0007]為了克服目前存在的問題，本發(fā)明實施例一提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0008]a)提供半導體襯底；
[0009]b)在所述半導體襯底中形成具有第一寬度的第一溝槽；
[0010]c)采用CxF氣體處理所述第一溝槽內(nèi)暴露的所述半導體襯底，以在所述第一溝槽的側(cè)壁和底部形成第一鈍化層；
[0011]d)去除位于所述第一溝槽底部的所述第一鈍化層；
[0012]e)采用各向同性刻蝕工藝刻蝕所述第一溝槽底部的所述半導體襯底，以形成具有第二寬度的第二溝槽，其中，所述第二寬度大于所述第一寬度；
[0013]f)刻蝕位于所述第二溝槽底部的部分所述半導體襯底，以形成具有第三寬度的第三溝槽，所述第三寬度小于所述第二寬度；
[0014]g)在所述第一溝槽、所述第二溝槽和所述第三溝槽內(nèi)填充淺溝槽隔離材料，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0015]進一步，在所述步驟e)之后和所述步驟f)之前，還包括以下步驟:
[0016]采用CxF氣體處理所述第二溝槽內(nèi)暴露的所述半導體襯底，以在所述第二溝槽的側(cè)壁和底部形成第二鈍化層；
[0017]去除所述第二溝槽底部的部分所述第二鈍化層，暴露所述半導體襯底的一部分。
[0018]進一步，在所述步驟f)之后和所述步驟g)之前，還包括去除剩余的所述第一鈍化層和所述第二鈍化層的步驟。
[0019]進一步，所述CxF氣體選自CF4、CHF3, C3F8, C3F9, C2F6, C4F8和C5F8中的一種或多種。
[0020]進一步，所述第一鈍化層和所述第二鈍化層均包含碳和氟元素。
[0021]進一步，所述第二溝槽具有圓弧形側(cè)壁。
[0022]進一步，采用各向異性刻蝕工藝刻蝕位于所述第二溝槽底部的部分所述半導體襯底，以形成所述第三溝槽。
[0023]本發(fā)明實施例二提供一種淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括第一子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)、位于所述第一子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)正下方的第二子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)和位于所述第二子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)正下方的第三子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述第一子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)具有第一寬度，所述第二子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)具有第二寬度，所述第三子淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)具有第三寬度，其中，所述第二寬度大于所述第一寬度，且大于所述第三寬度。
[0024]進一步，所述第二淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)具有圓弧形的側(cè)壁。
[0025]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的制作方法，形成具有中間寬上下窄的特殊形狀的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)，保證了載流子在阱區(qū)和阱區(qū)相對側(cè)的晶體管的源/漏極之間的移動路徑，進而保證了其隔離性，同時還提升了 STI工藝的工藝窗口。
【附圖說明】
[0026]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0027]附圖中:
[0028]圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的MOSFET器件的剖視圖；
[0029]圖1B為現(xiàn)有技術(shù)中形成N型阱區(qū)的光刻膠層發(fā)生偏移的示意圖；
[0030]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式來制作淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的工藝流程圖；
[0031]圖3A-3I為根據(jù)本發(fā)明一個實施方式來制作淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的工藝過程中各步驟所獲得的器件的剖視圖；以及
[0032]圖4為采用根據(jù)本發(fā)明的方法形成的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)在形成N型阱區(qū)的光刻膠層時發(fā)生偏移的示意圖。
【具體實施方式】
[0033]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0034]應(yīng)當理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實施，而不應(yīng)當解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。
[0035]應(yīng)當明白，當元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接至『或“耦合到”其它元件或?qū)訒r，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，當元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當明白，盡管可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。
[0036]空間關(guān)系術(shù)語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使