【技术实现步骤摘要】
本申请涉及集成电路，特别是涉及一种半导体结构及其制备方法、半导体器件。
技术介绍
1、随着半导体工艺技术的不断进步，高速度、高性能的超大规模集成电路（ultralarge scale integration，ulsi）中器件尺寸不断缩小，集成电路部件之间的密度增加，硅片尺寸和芯片集成度不断提高，使得器件可以获得更快的速度、更小的体积、更丰富的功能以及更低的功耗。
2、集成电路器件的特征尺寸持续缩小导致隔离工艺变得愈加重要。浅沟槽隔离（shallow trench isolation，sti）是用于器件有源区的重要方法之一，然而随着sti尺寸的不断减小导致沟槽填充的难度逐渐增加。一般通过不断改善设备和工艺的填充能力、调整刻蚀形貌等方法来提高沟槽的填充效果。
3、目前，对于45nm及以上技术节点的产品广泛采用harp工艺（high aspect ratioplasma）沉积填充高深宽比的sti沟槽。尽管harp工艺具有较强的填充能力，但受限于对衬底的选择性和工艺保型的能力，在填充沟槽过程中容易产生外悬和空洞，该缺陷会导致sti隔绝性和器件稳定性大幅降低，发生诸如器件漏电等问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有技术中的技术问题，提供一种半导体结构及其制备方法、半导体器件，至少能够避免sti沟槽在填充过程中容易产生外悬和空洞。
2、第一方面，本申请提供了一种半导体结构的制备方法，包括：
3、提供衬底，衬底的顶面覆盖有介质层；形成间隔
4、上述实施例中的半导体结的构制备方法中，基于臭氧（o3）混合的正硅酸乙酯（teos）产生的中间体容易与衬底表面活性更强的键发生反应的理论基础，本申请利用o3-teos的harp方式的沉积速率对衬底有选择性的特性，采用特定角度和强度的紫外光在o3氛围中处理晶圆表面，使晶圆表面氮化硅转化为二氧化硅，沟槽内的表面氢悬挂键数量由下至上逐渐减少。人为地在衬垫氧化层表面上制造沿背离衬底方向逐渐降低的表面悬挂键的活性梯度，基于该活性梯度，harp工艺的生长速率由下至上递减即沟槽底部最快，沿背离衬底的方向逐渐下降。在后续填充过程中，隔离层根据生长速率梯度自沟槽内表面底部向上沉积，避免沟槽开口处过早封闭的情况发生。此外，经回刻蚀提前扩大的沟槽开口尺寸，同样也减缓了沉积过程中沟槽开口处的封闭速率，防止隔离层内因开口过早闭合产生外悬和空洞。在以上技术特征共同作用下，改善后的harp工艺在保证工艺简便性的前提下，通过表面处理人为地在晶圆表面构造了沉积生长速率梯度，尽可能地填满了高深宽比沟槽，能够在目标沟槽内形成致密均匀的隔离层，减少了填充过程中空洞的形成，有效地提高了harp工艺针对sti结构的填充能力，改善了电性及良率。
5、在一些实施例中，介质层包括沿背离衬底的方向依次层叠的氧化物层、氮化物层；形成衬垫氧化层包括：
6、在大于等于预设阈值的温度下，于介质层的裸露表面形成氮氧化物层的过程中，于多个沟槽的内表面及所述衬底的裸露顶面形成表面氧化层；其中，氮氧化物层、所述表面氧化层用于共同构成衬垫氧化层。
7、在一些实施例中，介质层包括沿背离所述衬底的方向依次层叠的氧化硅层、氮化硅层；形成衬垫氧化层包括：
8、在大于等于预设阈值的温度下，于介质层的裸露表面原位生长氮氧化硅层的过程中，于多个沟槽的内表面及衬底的裸露顶面原位生长表面氧化硅层；其中，氮氧化硅层、表面氧化硅层用于共同构成衬垫氧化层。
9、在一些实施例中，在臭氧氛围下将与照射面呈预设角度的紫外光处理衬垫氧化层的裸露表面，包括：在臭氧氛围下将与照射面呈预设角度的紫外光处理氮氧化硅层，减少处理后氮氧化硅层表面的氮含量及氢悬挂键含量。
10、在一些实施例中，形成隔离层包括：采用沉积工艺形成填满多个沟槽及多个开口的隔离层；其中，在多个沟槽内形成所述隔离层的过程中，隔离层的生长速率在背离衬底的方向上逐渐减小。
11、在一些实施例中，衬垫氧化层在拐角处具有圆角化弧面。
12、在一些实施例中，位于衬底内的沟槽的开口尺寸在背离衬底的方向上逐渐增大。
13、在一些实施例中，在臭氧氛围下将与照射面呈预设角度的紫外光处理衬垫氧化层的裸露表面期间，控制紫外光的光源以预设速度旋转。
14、第二方面，本申请还提供一种半导体结构，包括采用上述半导体结构制备方法制备而成。该方法利用改进工艺，使得sti结构中的缺陷和空隙有效减少，得到了更加稳定和均匀的隔离层。相较于传统方法，这种优化的填充工艺得到半导体结构具有更好的隔离效果和可靠性。
15、第三方面，本申请还提供一种半导体器件，包括采用上述半导体结构制备方法制备而成；或包括上述半导体结构。
16、这种器件由于采用了沟槽填充均匀且无空洞的sti结构，器件之间的隔离效果被进一步增强，除此之外，该结构还能有效提升器件的可靠性并延长使用寿命，降低故障率，进而带动产品质量和市场竞争力的提升，为实现提高芯片的集成度和更高性能的芯片提供了坚实的基础。
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1.一种半导体结构制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构制备方法，其特征在于，所述介质层包括沿背离所述衬底的方向依次层叠的氧化物层、氮化物层；
3.根据权利要求1所述的半导体结构制备方法，其特征在于，所述介质层包括沿背离所述衬底的方向依次层叠的氧化硅层、氮化硅层；
4.根据权利要求3所述的半导体结构制备方法，其特征在于，所述在臭氧氛围下将与照射面呈预设角度的紫外光处理所述衬垫氧化层的裸露表面，包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构制备方法，其特征在于，形成所述隔离层包括：
6.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构制备方法，其特征在于，所述衬垫氧化层在拐角处具有圆角化弧面。
7.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构制备方法，其特征在于，位于所述衬底内的沟槽的开口尺寸在背离所述衬底的方向上逐渐增大。
8.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构制备方法，其特征在于，在臭氧氛围下将与照射面呈预设角度的紫外光处理所述衬垫氧化层的裸露表面期间，控制所述紫外光的
9.一种半导体结构，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述半导体结构制备方法制备而成。
10.一种半导体器件，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述半导体结构制备方法制备而成；或
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构制备方法，其特征在于，所述介质层包括沿背离所述衬底的方向依次层叠的氧化物层、氮化物层；
3.根据权利要求1所述的半导体结构制备方法，其特征在于，所述介质层包括沿背离所述衬底的方向依次层叠的氧化硅层、氮化硅层；
4.根据权利要求3所述的半导体结构制备方法，其特征在于，所述在臭氧氛围下将与照射面呈预设角度的紫外光处理所述衬垫氧化层的裸露表面，包括：
5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构制备方法，其特征在于，形成所述隔离层包括：
6.根据权利要求1-4任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，储郁冬，陆琦，赵天楚，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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