一种浅沟槽隔离结构的制作方法 【技术领域】
本发明属于一种半导体工艺，尤其涉及一种浅沟槽隔离结构的制作方法。
背景技术
在集成电路蓬勃发展的今天，元件缩小化与集成化是必然的趋势，也是各界积极发展的重要课题。当元件尺寸逐渐缩小，集成度(Integration)逐渐提高，元件间的隔离结构也必须缩小，因此元件隔离技术困难度也逐渐增高。元件隔离有利于区域氧化法(Local Oxidation，LOCOS)来形成的场氧化层(Field Oxide)，由于场氧化层受限于其外形的鸟嘴(Birds Beak)特征，要缩小其尺寸实有困难。有鉴于此，已有其他元件隔离方法持续被发展出来，其中以浅沟道隔离(Shallow Trench Isolation，STI)最被广泛应用，尤其应用于次半微米(Sub-half Micron)的集成电路制作工艺中。
浅沟槽隔离的制造，一般使用氮化硅作为硬掩膜，以各向异性(anisotropy)蚀刻法(干刻蚀)在半导体基底上定义陡峭的沟槽，之后再将沟槽填满氧化物，形成氧化物插塞，以作为元件浅沟槽隔离结构，0.13微米以下的元件例如CMOS器件中，NMOS晶体管和PMOS晶体管之间的隔离均采用浅沟槽隔离(STI)工艺形成，图1为现有技术浅沟槽隔离方法流程图，包括以下步骤：步骤11：在半导体基底材料上形成所述浅沟槽，形成浅沟槽隔离，一般使用氮化硅作为硬掩膜，在半导体基底上定义陡峭的沟槽；步骤12：在所述浅沟槽侧壁和底部生长衬垫氧化层，生长衬垫氧化层的目的是为了避免角落效应(Corner Effect)，浅沟槽的拐角处若是太尖，在后续的制造过程中，例如利用离子注入形成源极与漏极时，此一边缘角落将会积累电荷，引起晶体管通道中不正常的次临限电流(Subthreshold Current)而导致颈结效应(Kink Effect)，使得晶体管无法正常运作；步骤13：在所述浅沟槽内以及半导体基底上生长绝缘介质，所述绝缘介质为氧化硅，一般是利用化学气相沉淀(CVD)在所述浅沟槽中填入绝缘介质；步骤14：进行退火处理，退火温度介于1000℃至1200℃之间；步骤15：对所述绝缘介质的表面进行研磨，使浅沟槽表面平坦化，并去除半导体基底上的绝缘介质，即氧化层和氮化硅层。在步骤15之后，还可以增加步骤16：在所述绝缘介质两侧的所述半导体基底材料上沉淀牺牲氧化层，例如二氧化硅，这是为了避免后续离子注入制程中将衬底表面打烂，保护了衬底表面，在离子注入后，被打烂的牺牲氧化层，可以通过湿法刻蚀的方法去除。这样的方法在步骤15中去除半导体基底上的绝缘介质氧化层时，会使用到氢氟酸，一般为了确保半导体基底上的绝缘介质层去除完全，刻蚀的时间会稍微长一点，这样就会在去除氧化层的同时，会刻蚀到浅沟槽中的氧化硅，而浅沟槽中的氧化硅部分被刻蚀后。图2是先有技术浅沟槽隔离结构的示意图，沟槽中的绝缘介质130已经部分被刻蚀，尤其是在浅沟槽跟有源区交接的地方形成了比较大的凹陷(divot)，以后制成的器件在这些凹陷里面就会产生金属硅化物，就会容易产生漏电的现象。
【发明内容】
为了克服已有技术中存在的问题，本发明提供一种能够避免浅沟槽中的氧化物被刻蚀的方法。
为了实现上述目的，本发明提出浅沟槽隔离结构的制作方法，包括：在半导体基底上形成所述浅沟槽；在所述浅沟槽侧壁和底部生长衬垫氧化层；在所述浅沟槽内以及半导体基底上生长绝缘介质；对所述绝缘介质的表面进行研磨，使浅沟槽表面平坦化；在所述浅沟槽内的绝缘介质周围生长保护氧化层；进行退火处理；使用干刻蚀法去除半导体基底上的保护氧化层；在所述浅沟槽内的绝缘介质两侧的所述半导体基底材料上沉淀牺牲氧化层。
可选的，采用干刻蚀法在所述半导体基底材料上形成所述浅沟槽。
可选的，所述退火处理的退火温度范围为800℃至1000℃之间。
可选的，所述绝缘介质为氧化硅。
可选的，所述牺牲氧化层材料为二氧化硅。
本发明所述的浅沟槽隔离结构的制作方法的有益效果主要表现在：在浅沟槽内的绝缘介质周围生长一层保护氧化层，进行退火处理以后，用干刻蚀法去除半导体基地上的保护氧化层。干刻蚀法可以有效地控制刻蚀的方向和刻蚀的程度，从而在沟槽侧面形成保护墙，这层保护墙因为覆盖了半导体基底的有源区，有效的保证了在后续工艺过程中各种湿法刻蚀产生的沟槽凹陷问题，从而避免了半导体器件用浅沟槽做隔离所发生漏电的情况。
【附图说明】
图1为现有技术浅沟槽隔离方法流程图；
图2是先有技术浅沟槽隔离结构的示意图；
图3为本发明一种浅沟槽隔离结构的制作方法的流程图；
图4是本发明浅沟槽隔离结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对发明作进一步的描述。
请参考图3和图4，图3为本发明一种浅沟槽隔离结构地制作方法的流程图，图4是本发明浅沟槽隔离结构示意图，从图3可以看到，本发明包括以下步骤：步骤21：在半导体基底100材料上形成所述浅沟槽，所述半导体基底100材料最下面一层为硅，之后在硅上面生长氧化层，在氧化层上再生长氮化硅层，形成浅沟槽隔离，一般使用氮化硅作为硬掩膜，在半导体基底上定义陡峭的沟槽；步骤22：在所述浅沟槽侧壁和底部生长衬垫氧化层110，生长衬垫氧化层110的目的是为了避免角落效应(Corner Effect)，浅沟槽的拐角处若是太尖，在后续的制造过程中，例如利用离子注入形成源极与漏极时，此一边缘角落将会积累电荷，引起晶体管通道中不正常的次临限电流(Subthreshold Current)而导致颈结效应(Kink Effect)，使得晶体管无法正常运作；步骤23：在所述浅沟槽内以及半导体基底上生长绝缘介质130，所述绝缘介质为氧化硅，一般是利用化学气相沉淀(CVD)在所述浅沟槽中填入绝缘介质；步骤24：对所述绝缘介质130的表面进行研磨，使浅沟槽表面平坦化，之后在进行湿法刻蚀处理，去除掉所述绝缘介质130表面绝缘介质中的氮化硅层；步骤25：在所述浅沟槽内的绝缘介质周围生长保护氧化层120，这层氧化层为后续步骤27以后在沟槽侧面形成保护墙；步骤26：进行退火处理，退火温度介于800℃至1000℃之间，退火的目的是使得保护氧化层致密化，同时也为了减少后续工艺中湿法刻蚀的速率；步骤27：使用干刻蚀法去除半导体基底100上的步骤25生长的保护氧化层，干刻蚀法可以有效地控制刻蚀的方向和刻蚀的程度，从而在沟槽侧面形成保护墙，这层保护墙因为覆盖了半导体基底的有源区，有效的保证了在后续工艺过程中各种湿法刻蚀产生的沟槽凹陷问题；步骤28：在所述浅沟槽内的绝缘介质130两侧的所述半导体基底材料上沉淀牺牲氧化层(图中未示)，例如二氧化硅，这是为了避免后续离子注入制程中将衬底表面打烂，保护了衬底表面，在离子注入后，被打烂的牺牲氧化层，可以通过湿法刻蚀的方法去除。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。