第二壓強(qiáng)，如圖10所示，實(shí)線代表溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系示意圖，虛線代表壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化關(guān)系示意圖，防止由于反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度和壓強(qiáng)的突變，造成溝槽104內(nèi)的材料發(fā)生斷裂等問題，使得形成的隔離結(jié)構(gòu)的性能最佳。
[0093]請(qǐng)參考圖9，去除掩膜層102 (請(qǐng)參考圖8)以及高于掩膜層102頂部的第二介質(zhì)層 110。
[0094]作為一個(gè)實(shí)施例，采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝，去除高于掩膜層102頂部的第二介質(zhì)層110，化學(xué)機(jī)械拋光工藝的停止位置為掩膜層102頂部。
[0095]在去除高于掩膜層102頂部的第二介質(zhì)層110后，去除掩膜層102。
[0096]作為一個(gè)實(shí)施例，采用濕法刻蝕工藝去除所述掩膜層102，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液體為磷酸溶液，其中，溶液溫度為120°C至200°C，磷酸質(zhì)量百分比為60%至85%。
[0097]第二介質(zhì)層110作為半導(dǎo)體器件的隔離結(jié)構(gòu)，后續(xù)的工藝過程還包括:在相鄰隔離結(jié)構(gòu)內(nèi)形成摻雜阱；在所述摻雜阱表面形成柵極結(jié)構(gòu)；在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的摻雜阱內(nèi)形成摻雜區(qū)。
[0098]綜上，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0099]首先，采用具有流動(dòng)性的前驅(qū)材料層填充溝槽，防止溝槽底部空洞的產(chǎn)生；在較低的第一溫度下對(duì)前驅(qū)材料層進(jìn)行氧化處理形成第一介質(zhì)層，降低氧化處理中O原子的化學(xué)活性，減小O原子與半導(dǎo)體襯底內(nèi)有源區(qū)材料發(fā)生氧化的概率。若氧化反應(yīng)在較高的溫度下進(jìn)行，由于前驅(qū)材料層中材料中含量大量的H原子，所述H原子會(huì)在溝槽側(cè)壁(有源區(qū))形成氫鍵吸附，在高溫條件下，O原子的活性較強(qiáng)，使得氫鍵吸附O原子的概率變大，溝槽側(cè)壁處的O原子含量過高，容易造成有源區(qū)被氧化。同時(shí)，氧化處理在較高壓強(qiáng)的第一壓強(qiáng)氛圍下進(jìn)行，增強(qiáng)前驅(qū)材料層的化學(xué)鍵斷裂的能力，提高斷裂的化學(xué)鍵與O原子重新結(jié)合形成新的化學(xué)鍵的概率，從而提高前驅(qū)材料層被氧化的程度，為后續(xù)形成高質(zhì)量的第二介質(zhì)層做準(zhǔn)備。
[0100]其次，在形成第一介質(zhì)層之后，第一介質(zhì)層內(nèi)的H原子含量較前驅(qū)材料層內(nèi)的H原子含量低得多，避免了氫鍵吸附的問題，因此，較高溫度的第二溫度對(duì)有源區(qū)氧化的影響很小，而在較高溫度的第二溫度作用下，可以提高第一介質(zhì)層固化的效率，使得形成的第二介質(zhì)層內(nèi)的雜質(zhì)含量少，提高形成的第二介質(zhì)層的質(zhì)量。同時(shí)，由于第一介質(zhì)層內(nèi)含有較多的O原子，若第二壓強(qiáng)過大，會(huì)造成O原子向有源區(qū)擴(kuò)散的能力提高，因此，本發(fā)明采用較小壓強(qiáng)的第二壓強(qiáng)的作用下進(jìn)行固化反應(yīng)，降低O原子擴(kuò)散至有源區(qū)的能力，從而進(jìn)一步降低有源區(qū)被氧化的概率，提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能和可靠性。
[0101]再次，本發(fā)明第一溫度為100°C至800°C，降低O原子的化學(xué)活性，防止由于O原子化學(xué)活性較高而造成有源區(qū)被氧化；第一壓強(qiáng)為76T至22800T，提高前驅(qū)材料層化學(xué)鍵斷裂的能力，從而提高前驅(qū)材料層被氧化的效率和程度；第二溫度為600°C至1200°C，在較高溫度下，提高第一介質(zhì)層固化的效率，形成高質(zhì)量的第二介質(zhì)層；第二壓強(qiáng)為IT至600T，防止第一介質(zhì)層內(nèi)O原子擴(kuò)散進(jìn)入有源區(qū)內(nèi)，從而進(jìn)一步阻止有源區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)，提高半導(dǎo)體器件的電學(xué)性能和可靠性。
[0102]最后，采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝形成前驅(qū)材料層，提高前驅(qū)材料層填充溝槽的能力，防止在溝槽底部形成空洞，從而優(yōu)化半導(dǎo)體器件的隔離結(jié)構(gòu)的電隔離效果。
[0103]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。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)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有溝槽； 形成填充滿所述溝槽的具有流動(dòng)性的前驅(qū)材料層； 對(duì)所述前驅(qū)材料層進(jìn)行氧化處理，將前驅(qū)材料層轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝唤橘|(zhì)層，所述氧化處理在第一溫度和第一壓強(qiáng)的氛圍下進(jìn)行； 對(duì)所述第一介質(zhì)層進(jìn)行固化處理，將第一介質(zhì)層轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙橘|(zhì)層，所述固化處理在第二溫度和第二壓強(qiáng)的氛圍下進(jìn)行，且第二溫度高于第一溫度，第二壓強(qiáng)小于第一壓強(qiáng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第一溫度為100°C至800°C，所述第二溫度為600°C至1200°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第一壓強(qiáng)為76T至22800T，所述第二壓強(qiáng)為IT至600T。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，采用第一退火處理進(jìn)行所述氧化處理。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第一退火處理在含氧氛圍下進(jìn)行。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第一退火處理的工藝參數(shù)為:反應(yīng)腔室內(nèi)通入H2和含氧氣體，含氧氣體為O2或O3，其中，H2流量為Islm至50slm，02*(V流量為Islm至50slm，反應(yīng)腔室的第一溫度為100°C至800°C，反應(yīng)腔室的第一壓強(qiáng)為76T至22800T，退火時(shí)長為5min至120min。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，采用第二退火處理進(jìn)行所述固化處理。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第二退火處理在N2或惰性氣體氛圍下進(jìn)行。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第二退火處理的工藝參數(shù)為:反應(yīng)腔室內(nèi)通入N2, N2流量為1slm至50slm，反應(yīng)腔室的第二溫度為600°C至12000C，反應(yīng)腔室的第二壓強(qiáng)為IT至600T，退火時(shí)長為5min至120min。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述氧化反應(yīng)和固化反應(yīng)在同一個(gè)反應(yīng)腔室內(nèi)進(jìn)行。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述前驅(qū)材料層的材料中含有S1-H鍵、S1-N鍵或S1-N-H鍵。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第二介質(zhì)層的材料為S12。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層的材料中含有S1-O-H鍵，所述第二介質(zhì)層的材料中含有O-S1-O鍵。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，采用流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝形成所述前驅(qū)材料層。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述流動(dòng)性化學(xué)氣相沉積工藝采用的前驅(qū)物材料包括硅烷、二硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、正硅酸乙酯、三乙氧基硅烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基二硅氧烷、四甲基環(huán)四硅氧烷、三甲硅烷基胺、二甲硅烷基胺中的一種或幾種。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述溝槽的形成步驟包括:在所述半導(dǎo)體襯底表面依次形成襯墊氧化層以及位于襯墊氧化層表面的掩膜層；圖形化所述掩膜層；以所述圖形化的掩膜層為掩膜，依次刻蝕襯墊氧化層和部分厚度的半導(dǎo)體襯底，在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成溝槽。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述第二介質(zhì)層之后，去除掩膜層以及高于掩膜層頂部的第二介質(zhì)層。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述襯墊氧化層的材料為氧化硅。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，在形成所述前驅(qū)材料層之前，在所述溝槽的底部和側(cè)壁形成線性氧化層。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有與溝槽相鄰的有源區(qū)。
【專利摘要】一種半導(dǎo)體器件的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有溝槽；形成填充滿所述溝槽的具有流動(dòng)性的前驅(qū)材料層；對(duì)所述前驅(qū)材料層進(jìn)行氧化處理，將前驅(qū)材料層轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝唤橘|(zhì)層，所述氧化處理在第一溫度和第一壓強(qiáng)的氛圍下進(jìn)行；對(duì)所述第一介質(zhì)層進(jìn)行固化處理，將第一介質(zhì)層轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙橘|(zhì)層，所述固化處理在第二溫度和第二壓強(qiáng)的氛圍下進(jìn)行，且第二溫度高于第一溫度，第二壓強(qiáng)小于第一壓強(qiáng)。本發(fā)明在提高隔離結(jié)構(gòu)的隔離能力的同時(shí)，減小對(duì)與隔離結(jié)構(gòu)相鄰的有源區(qū)的氧化作用，從而提高半導(dǎo)體器件的可靠性和電學(xué)性能。
【IPC分類】H01L21/762
【公開號(hào)】CN104900577
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410076961
【發(fā)明人】何有豐
【申請(qǐng)人】中芯國際集成電路制造(上海)有限公司, 中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2014年3月4日