本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體制備，尤其涉及一種深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法及半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

1、深溝槽隔離(dti，deep?trench?isolation)技術(shù)因其空間占比小、雙向隔離、低漏電流以及耐熱性好等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于功率器件。dti的制備過(guò)程通常是在氮化物圖案化后，對(duì)溝槽進(jìn)行刻蝕?？涛g完成后，溝槽側(cè)壁會(huì)沉積二氧化硅薄膜充當(dāng)隔離介質(zhì)，再通過(guò)刻蝕去除槽底部氧化層，同時(shí)保留側(cè)壁氧化層，最后在溝槽內(nèi)填充多晶硅。

2、通常來(lái)說(shuō)，對(duì)于高深寬比的深溝槽，需要在槽底部氧化層去除的情況下，確保側(cè)壁氧化層有足夠的厚度以耐受高壓而達(dá)到高壓隔離效果。但是在刻蝕過(guò)程中，深溝槽頂部與底部的刻蝕速率存在偏差，這將會(huì)導(dǎo)致底部刻蝕不完全或頂部硬掩膜損失過(guò)重，從而增加漏電?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)化學(xué)氣相沉積(cvd，chemical?vapor?deposition)在溝槽上制備隔離氧化層這一前層工藝階段，需要增加沉積腔壓力來(lái)增加深溝槽的頂部厚度。但是，增加沉積腔的壓力會(huì)容易造成晶圓破裂，從而，增加了工藝復(fù)雜度及制程成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于至少提供一種深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法及半導(dǎo)體器件，在目標(biāo)襯底上依次通過(guò)爐管工藝和化學(xué)氣相沉積工藝而生成第一隔離結(jié)構(gòu)之后，移動(dòng)至刻蝕腔，通過(guò)在刻蝕腔中增加沉積步驟，向刻蝕腔中充入沉積氣體以及增加刻蝕腔壓力和/或降低偏置電壓的方式，來(lái)對(duì)深溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行沉積，以使深溝槽結(jié)構(gòu)的頂部對(duì)應(yīng)的隔離部分的厚度大于底部對(duì)應(yīng)的隔離部分的厚度，在此基礎(chǔ)上配置預(yù)設(shè)刻蝕條件和預(yù)設(shè)清潔條件處理沉積后的晶圓，來(lái)完成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備。解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)增加沉積腔壓力來(lái)增加深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部厚度而導(dǎo)致的成本較低的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到增加深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部厚度且降低成本的技術(shù)效果。

2、本申請(qǐng)主要包括以下幾個(gè)方面：

3、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法包括：獲取目標(biāo)襯底，所述目標(biāo)襯底包括深溝槽結(jié)構(gòu)；對(duì)所述目標(biāo)襯底依次通過(guò)爐管工藝和化學(xué)氣相沉積工藝來(lái)生成第一隔離結(jié)構(gòu)之后，將所述目標(biāo)襯底移動(dòng)至刻蝕腔，所述第一隔離結(jié)構(gòu)覆蓋所述目標(biāo)襯底的表面及所述深溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)壁和底部；按照預(yù)設(shè)沉積條件在所述第一隔離結(jié)構(gòu)上沉積出第二隔離結(jié)構(gòu)，所述預(yù)設(shè)沉積條件通過(guò)充入沉積氣體以及增加刻蝕腔壓力和/或降低偏置電壓的方式，來(lái)降低電離所述沉積氣體所產(chǎn)生的離子向下轟擊的能力，所述第二隔離結(jié)構(gòu)在所述深溝槽結(jié)構(gòu)的頂部對(duì)應(yīng)的隔離部分的厚度大于底部對(duì)應(yīng)的隔離部分的厚度；按照預(yù)設(shè)刻蝕條件去除所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)中所述深溝槽結(jié)構(gòu)的底部對(duì)應(yīng)的隔離部分，以得到待清洗襯底；按照預(yù)設(shè)清洗條件清洗所述刻蝕腔和所述待清洗襯底，以制備出深溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

4、可選地，所述預(yù)設(shè)刻蝕條件通過(guò)充入刻蝕氣體以及減小刻蝕腔壓力和/或增加偏置電壓的方式，來(lái)增加電離所述刻蝕氣體所產(chǎn)生的離子向下轟擊的能力，以使對(duì)所述深溝槽結(jié)構(gòu)的底部對(duì)應(yīng)的隔離部分去除之后，所述深溝槽結(jié)構(gòu)的頂部對(duì)應(yīng)的剩余隔離部分的厚度符合預(yù)設(shè)厚度要求。

5、可選地，所述預(yù)設(shè)清洗條件通過(guò)充入清洗氣體以及增加刻蝕腔壓力、增加射頻功率和/或減少偏置電壓的方式，來(lái)增加清洗氣體的電離程度和增加電離所述清洗氣體所產(chǎn)生的離子與聚合物的接觸程度。

6、可選地，所述沉積氣體的氫含量大于所述刻蝕氣體的氫含量，所述沉積氣體的氟含量小于所述刻蝕氣體的氟含量。

7、可選地，通過(guò)以下方式來(lái)改變刻蝕腔壓力：通過(guò)改變所述刻蝕腔內(nèi)的氣體流動(dòng)速率來(lái)改變刻蝕腔壓力，其中，通過(guò)減小所述刻蝕腔內(nèi)的氣體流動(dòng)速率來(lái)增加所述刻蝕腔壓力，通過(guò)增加所述刻蝕腔內(nèi)的氣體流動(dòng)速率來(lái)降低所述刻蝕腔壓力。

8、可選地，所述沉積氣體包括以下至少一種：氟甲烷、二氟甲烷和三氟甲烷，和/或，所述刻蝕氣體包括以下至少一種：氟甲烷、二氟甲烷、三氟甲烷和三氟化氮。

9、可選地，所述刻蝕腔包括射頻發(fā)生器、偏置電源和抽氣泵，其中，所述預(yù)設(shè)沉積條件包括：向所述刻蝕腔充入所述沉積氣體并且控制所述抽氣泵的泵速使得所述刻蝕腔壓力位于第一預(yù)設(shè)壓力范圍內(nèi)、所述射頻發(fā)生器的射頻功率位于第一射頻功率范圍內(nèi)和所述偏置電源的偏置電壓位于第一偏置電壓范圍內(nèi)，所述預(yù)設(shè)刻蝕條件包括：向所述刻蝕腔充入所述刻蝕氣體并且控制所述抽氣泵的泵速使得所述刻蝕腔壓力位于第一預(yù)設(shè)壓力范圍內(nèi)、所述射頻發(fā)生器的射頻功率位于第一射頻功率范圍內(nèi)和所述偏置電源的偏置電壓位于第二偏置電壓范圍內(nèi)，所述第二偏置電壓范圍的上限值大于所述第一偏置電壓范圍的上限值。

10、可選地，所述第一預(yù)設(shè)壓力范圍為0mtorr至30mtorr，所述第一射頻功率范圍為500瓦至1500瓦，所述第一偏置電壓范圍為40伏至400伏，所述第二偏置電壓范圍為40伏至2000伏。

11、可選地，所述刻蝕腔包括射頻發(fā)生器、偏置電源和抽氣泵，其中，所述預(yù)設(shè)清洗條件包括：向所述刻蝕腔充入所述清洗氣體并且控制所述抽氣泵的泵速使得所述刻蝕腔壓力位于第二預(yù)設(shè)壓力范圍內(nèi)、所述射頻發(fā)生器的射頻功率位于第二射頻功率范圍內(nèi)和所述偏置電源的偏置電壓位于第三偏置電壓范圍內(nèi)，其中，所述第二預(yù)設(shè)壓力范圍的上限值大于第一預(yù)設(shè)壓力范圍的上限值，所述第二射頻功率范圍的上限值大于第一射頻功率范圍的上限值，所述第三偏置電壓范圍的下限值小于第一偏置電壓范圍以及第二偏置電壓范圍的下限值，所述第三偏置電壓范圍的上限值大于第一偏置電壓范圍以及第二偏置電壓范圍的上限值。

12、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括深溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)是通過(guò)如執(zhí)行上述第一方面或第一方面中任一種可能的實(shí)施方式中所述的制備方法制成的。

13、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法及半導(dǎo)體器件，權(quán)一。本申請(qǐng)?jiān)谀繕?biāo)襯底上依次通過(guò)爐管工藝和化學(xué)氣相沉積工藝而生成第一隔離結(jié)構(gòu)之后，移動(dòng)至刻蝕腔，通過(guò)在刻蝕腔中增加沉積步驟，向刻蝕腔中充入沉積氣體以及增加刻蝕腔壓力和/或降低偏置電壓的方式，來(lái)對(duì)深溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行沉積，以使深溝槽結(jié)構(gòu)的頂部對(duì)應(yīng)的隔離部分的厚度大于底部對(duì)應(yīng)的隔離部分的厚度，在此基礎(chǔ)上配置預(yù)設(shè)刻蝕條件和預(yù)設(shè)清潔條件處理沉積后的晶圓，來(lái)完成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備。解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)增加沉積腔壓力來(lái)增加深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部厚度而導(dǎo)致的成本較低的技術(shù)問(wèn)題，達(dá)到增加深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的頂部厚度且降低成本的技術(shù)效果。

14、為使本申請(qǐng)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

技術(shù)特征：

1.一種深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)刻蝕條件通過(guò)充入刻蝕氣體以及減小刻蝕腔壓力和/或增加偏置電壓的方式，來(lái)增加電離所述刻蝕氣體所產(chǎn)生的離子向下轟擊的能力，以使對(duì)所述深溝槽結(jié)構(gòu)的底部對(duì)應(yīng)的隔離部分去除之后，所述深溝槽結(jié)構(gòu)的頂部對(duì)應(yīng)的剩余隔離部分的厚度符合預(yù)設(shè)厚度要求。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)清洗條件通過(guò)充入清洗氣體以及增加刻蝕腔壓力、增加射頻功率和/或減少偏置電壓的方式，來(lái)增加清洗氣體的電離程度和增加電離所述清洗氣體所產(chǎn)生的離子與聚合物的接觸程度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述沉積氣體的氫含量大于所述刻蝕氣體的氫含量，所述沉積氣體的氟含量小于所述刻蝕氣體的氟含量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，通過(guò)以下方式來(lái)改變刻蝕腔壓力：通過(guò)改變所述刻蝕腔內(nèi)的氣體流動(dòng)速率來(lái)改變刻蝕腔壓力，

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述沉積氣體包括以下至少一種：氟甲烷、二氟甲烷和三氟甲烷，

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕腔包括射頻發(fā)生器、偏置電源和抽氣泵，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)壓力范圍為0mtorr至30mtorr，所述第一射頻功率范圍為500瓦至1500瓦，所述第一偏置電壓范圍為40伏至400伏，所述第二偏置電壓范圍為40伏至2000伏。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕腔包括射頻發(fā)生器、偏置電源和抽氣泵，

10.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件包括深溝槽隔離結(jié)構(gòu)，所述深溝槽隔離結(jié)構(gòu)是通過(guò)如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的制備方法制成的。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制備方法及半導(dǎo)體器件，其中，制備方法包括：獲取目標(biāo)襯底，所述目標(biāo)襯底包括深溝槽結(jié)構(gòu)；對(duì)所述目標(biāo)襯底依次通過(guò)爐管工藝和化學(xué)氣相沉積工藝來(lái)生成第一隔離結(jié)構(gòu)之后，將所述目標(biāo)襯底移動(dòng)至刻蝕腔；按照預(yù)設(shè)沉積條件在所述第一隔離結(jié)構(gòu)上沉積出第二隔離結(jié)構(gòu)；按照預(yù)設(shè)刻蝕條件去除所述第一隔離結(jié)構(gòu)和所述第二隔離結(jié)構(gòu)中所述深溝槽結(jié)構(gòu)的底部對(duì)應(yīng)的隔離部分，以得到待清洗襯底；按照預(yù)設(shè)清洗條件清洗所述刻蝕腔和所述待清洗襯底，以制備出深溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：王宇,郭祝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：粵芯半導(dǎo)體技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21