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浅槽隔离形成方法、半导体器件及芯片技术

技术编号:44929165 阅读:8 留言:0更新日期:2025-04-08 19:10
本发明专利技术提供一种浅槽隔离形成方法、半导体器件及芯片,涉及半导体技术领域。浅槽隔离形成方法包括:提供一衬底,并在衬底的上表面依次形成缓冲层和具有刻蚀窗口的停止层;通过刻蚀窗口对缓冲层进行第一刻蚀处理,以在缓冲层形成缓冲沟槽;其中,缓冲沟槽的槽壁为内凹的弧状构型;对缓冲沟槽的槽底进行第二刻蚀处理,以在缓冲沟槽底部的衬底形成初始隔离沟槽;初始隔离沟槽与缓冲沟槽相接的槽口为圆滑的倒角构型;对初始隔离沟槽的槽底进行第三刻蚀处理,以加深初始隔离沟槽的深度,形成隔离沟槽;填充隔离沟槽,形成浅槽隔离。通过本发明专利技术,能在浅槽隔离的开口形成圆滑的倒角,提升半导体结构的性能稳定性,提高半导体的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,具体地,涉及一种浅槽隔离形成方法、一种半导体器件和一种芯片。


技术介绍

1、浅槽隔离(shallow trench isolation,sti)是一种在半导体制造中用于隔离晶体管和其他半导体器件的结构。它的主要作用是在硅晶片上创建电隔离区域,以防止不同器件之间的电气干扰,同时保持器件之间的紧凑布局。

2、现有技术中,通常在衬底上依次形成缓冲层101和停止层,然后在缓冲层上形成浅槽隔离刻蚀窗口,通过浅槽隔离刻蚀窗口对衬底进行刻蚀,形成矩形沟槽,接着在矩形沟槽内填充介质,形成浅槽隔离。这样形成的浅槽隔离靠近衬底的开口不够圆滑,导致半导体结构的性能差,可靠性低。


技术实现思路

1、针对现有技术中半导体结构的性能差,可靠性低的技术问题,本专利技术提供了一种浅槽隔离形成方法、一种半导体器件和一种芯片,采用该浅槽隔离形成方法能够在浅槽隔离的开口形成圆滑的倒角,有效避免后续形成于浅槽隔离上的栅氧层的损耗,提升半导体结构的性能稳定性,提高半导体的可靠性。

2、为实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种浅槽隔离形成方法,该浅槽隔离形成方法包括:提供一衬底,并在所述衬底的上表面依次形成缓冲层和具有刻蚀窗口的停止层;其中,所述刻蚀窗口能够暴露所述缓冲层;通过刻蚀窗口对所述缓冲层进行第一刻蚀处理,以在所述缓冲层形成缓冲沟槽;其中,所述缓冲沟槽的槽壁为内凹的弧状构型;所述缓冲沟槽能够暴露所述衬底;对所述缓冲沟槽的槽底进行第二刻蚀处理,以在所述衬底形成初始隔离沟槽;其中,所述初始隔离沟槽与所述缓冲沟槽相接的槽口为圆滑的倒角构型;对所述初始隔离沟槽的槽底进行第三刻蚀处理,以加深所述初始隔离沟槽的深度,在所述衬底形成隔离沟槽;填充所述隔离沟槽,形成浅槽隔离。

3、进一步地,所述第一刻蚀处理采用的刻蚀气体包括:各向同性刻蚀气体和各向异性刻蚀气体。

4、进一步地,所述第二刻蚀处理采用的刻蚀气体包括:各向同性刻蚀气体和各向异性刻蚀气体。

5、进一步地,各向同性刻蚀气体包括但不限于:sf6、ch2f2和c4f8中的一种或多种。

6、进一步地,所述第三刻蚀处理采用的刻蚀气体包括各向异性刻蚀气体。

7、进一步地,各向异性刻蚀气体包括但不限于:cl2和hbr中的一种或两种。

8、进一步地,所述第一刻蚀处理采用的气体包括:ch2f2、sf6和hbr;所述第一刻蚀处理的刻蚀条件包括:ch2f2的流量介于0~60sccm;sf6的流量介于0~60sccm;hbr的流量介于0~40sccm;刻蚀时间介于20s~40s;反应压力介于5mtorr~20mtorr;反应腔室的偏置功率介于100w~400w。

9、进一步地,所述第二刻蚀处理采用的气体包括:cl2、ch2f2、o2和hbr;所述第二刻蚀处理的刻蚀条件包括:cl2的流量介于50sccm~100sccm;ch2f2的流量介于0sccm~60sccm;o2的流量介于0~10sccm;hbr的流量介于0~40sccm;刻蚀时间介于10s~30s;第二刻蚀处理的电场参数包括:反应压力介于20mtorr~50mtorr;反应腔室的偏置功率介于200w~400w。

10、进一步地,所述第三刻蚀处理采用的气体包括:cl2、o2和hbr;所述第三刻蚀处理的刻蚀条件包括:o2的流量介于0~10sccm;cl2的流量介于50sccm~200sccm;hbr的流量介于20sccm~100sccm;刻蚀时间介于40s~60s;反应压力介于5mtorr~20mtorr;反应腔室的偏置功率介于100w~400w。

11、进一步地,所述缓冲层的厚度介于

12、本专利技术第二方面提供一种半导体器件,所述半导体器件包括上文所述的浅槽隔离形成方法形成的浅槽隔离。

13、本专利技术第三方面提供一种芯片,该芯片包括上文所述的半导体器件。

14、通过本专利技术提供的技术方案,本专利技术至少具有如下技术效果:

15、本专利技术的浅槽隔离形成方法在衬底上表面依次形成缓冲层和停止层,在停止层形成能够暴露缓冲层的刻蚀窗口,通过刻蚀窗口对缓冲层进行第一刻蚀处理,在缓冲层形成缓冲沟槽,缓冲沟槽的槽壁为内凹的弧状构型。接着对缓冲沟槽的槽底进行第二刻蚀处理在缓冲沟槽底部的衬底形成初始隔离沟槽,由于缓冲沟槽的槽壁为内凹的弧状构型,槽壁与衬底间的夹角大于90度,在形成初始隔离沟槽时方便在与缓冲沟槽相接处形成圆滑的倒角构型的槽口,能够有效避免后续形成于浅槽隔离上的栅氧层的损耗,提升了半导体结构的性能稳定性。接着对初始隔离沟槽的槽底进行第三刻蚀处理,加深初始隔离沟槽的深度,形成隔离沟槽,在隔离沟槽填充介质,形成浅槽隔离。通过本专利技术,能够在浅槽隔离的开口形成圆滑的倒角,有效避免后续形成于浅槽隔离上的栅氧层的损耗,提升半导体结构的性能稳定性,提高半导体结构的可靠性。

16、本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述浅槽隔离形成方法包括:

2.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第一刻蚀处理采用的刻蚀气体包括:各向同性刻蚀气体和各向异性刻蚀气体。

3.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第二刻蚀处理采用的刻蚀气体包括:各向同性刻蚀气体和各向异性刻蚀气体。

4.根据权利要求2或3所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,各向同性刻蚀气体包括但不限于:SF6、CH2F2和C4F8中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第三刻蚀处理采用的刻蚀气体包括各向异性刻蚀气体。

6.根据权利要求2、3或5所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,各向异性刻蚀气体包括但不限于:Cl2和HBr中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第一刻蚀处理采用的气体包括:CH2F2、SF6和HBr;

8.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第二刻蚀处理采用的气体包括:Cl2、CH2F2、O2和HBr;

9.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第三刻蚀处理采用的气体包括:Cl2、O2和HBr;

10.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述缓冲层的厚度介于

11.一种半导体器件,其特征在于,所述半导体器件包括利用权利要求1-10中任一项所述的浅槽隔离形成方法形成的浅槽隔离。

12.一种芯片,其特征在于,该芯片包括权利要求11所述的半导体器件。

...

【技术特征摘要】

1.一种浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述浅槽隔离形成方法包括:

2.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第一刻蚀处理采用的刻蚀气体包括:各向同性刻蚀气体和各向异性刻蚀气体。

3.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第二刻蚀处理采用的刻蚀气体包括:各向同性刻蚀气体和各向异性刻蚀气体。

4.根据权利要求2或3所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,各向同性刻蚀气体包括但不限于:sf6、ch2f2和c4f8中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,所述第三刻蚀处理采用的刻蚀气体包括各向异性刻蚀气体。

6.根据权利要求2、3或5所述的浅槽隔离形成方法,其特征在于,各向异性刻蚀气体包括但不限于:c...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵东艳陈燕宁吴波郭建民任堃吴永玉刘芳邓永峰郁文罗宗兰
申请(专利权)人:北京智芯微电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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