沟槽结构的制备方法及沟槽结构与流程

本申请涉及集成电路，特别是涉及一种沟槽结构的制备方法及沟槽结构。

背景技术：

1、在半导体领域，器件的耐压能力十分重要，随着器件耐压需求的提升，若仍采用结隔离工艺，则需通过增大隔离环的尺寸来达到提升耐压的目的，严重增加了器件的尺寸。因此，可采用深槽隔离工艺制作器件，既能提高器件耐压，又能减小器件尺寸，还能防止寄生晶体管的闩锁效应。

2、但是，由于深沟槽的击穿电压主要受限于隔离层的厚度，现有的深沟槽制备方法在进行隔离层的回刻时，对于深沟槽底部和深沟槽顶部侧壁的隔离层的刻蚀速率的选择比不高，导致深沟槽底部的隔离层打开的同时，深沟槽顶部侧壁的隔离层损耗过多，器件耐压无法满足需求。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术中的沟槽的制备方法无法满足耐压需求的问题提供一种沟槽结构的制备方法及沟槽结构。

2、为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种沟槽结构的制备方法，所述方法包括：提供衬底，所述衬底上包括至少一个沟槽和位于所述衬底顶面的介质层；于所述沟槽的表面形成第一氧化层；在目标温度下，于所述第一氧化层和所述介质层上形成目标氧化层；其中，所述沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度大于所述沟槽底部的目标氧化层的厚度；刻蚀所述沟槽底部的第一氧化层和目标氧化层，以暴露出所述沟槽底部的衬底；于所述沟槽内填充多晶硅，形成所述沟槽结构。

3、在其中一个实施例中，所述目标温度的范围为490摄氏度-590摄氏度。

4、在其中一个实施例中，所述刻蚀所述沟槽底部的第一氧化层和目标氧化层，以暴露出所述沟槽底部的衬底，包括：于所述目标氧化层上沉积缓冲层；刻蚀所述沟槽底部的所述缓冲层、所述目标氧化层和所述第一氧化层，直至暴露出所述沟槽底部的衬底。

5、在其中一个实施例中，所述缓冲层的材料包括碳基有机物。

6、在其中一个实施例中，所述沟槽顶部侧壁的缓冲层的厚度大于所述沟槽底部的缓冲层的厚度。

7、在其中一个实施例中，所述沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度与所述沟槽底部的目标氧化层的厚度的差值范围为4000a-6000a。

8、在其中一个实施例中，所述沟槽的深度范围为24微米-36微米；所述沟槽的宽度范围为1.7微米-2.3微米。

9、在其中一个实施例中，所述方法包括如下特征中至少一个：所述第一氧化层的厚度范围为3300a-3900a；所述沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度为5000a，所述沟槽底部的目标氧化层的厚度为1000a。

10、在其中一个实施例中，所述介质层为包括衬垫氧化层和硬掩膜层的叠层结构。

11、第二方面，本申请还提供了一种沟槽结构，采用本申请实施例中任一项所述的沟槽结构的制备方法制备而成。

12、本申请的沟槽结构的制备方法及沟槽结构具有如下有益效果：

13、本申请的沟槽结构的制备方法及沟槽结构，通过提供衬底，衬底上包括至少一个沟槽和位于衬底顶面的介质层，于沟槽的表面形成第一氧化层，在目标温度下，于第一氧化层和介质层上形成目标氧化层，其中，沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度大于沟槽底部的目标氧化层的厚度，刻蚀沟槽底部的第一氧化层和目标氧化层，以暴露出沟槽底部的衬底，于沟槽内填充多晶硅，形成沟槽结构，从而避免了沟槽顶部侧壁的第一氧化层和目标氧化层被过度刻蚀，提高了沟槽结构的耐压能力。本申请通过于沟槽表面形成第一氧化层和目标氧化层，使沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度大于沟槽底部的目标氧化层的厚度，从而在进行回刻时，即使沟槽顶部侧壁的目标氧化层的刻蚀速率大于沟槽底部的目标氧化层的刻蚀速率，回刻完成后沟槽顶部侧壁的第一氧化层和目标氧化层的厚度也能够满足需求，提高了沟槽结构的耐压能力。

技术特征：

1.一种沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述目标温度的范围为490摄氏度-590摄氏度。

3.根据权利要求1所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述沟槽底部的第一氧化层和目标氧化层，以暴露出所述沟槽底部的衬底，包括：

4.根据权利要求3所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述缓冲层的材料包括碳基有机物。

5.根据权利要求3所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述沟槽顶部侧壁的缓冲层的厚度大于所述沟槽底部的缓冲层的厚度。

6.根据权利要求1-3任一项所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度与所述沟槽底部的目标氧化层的厚度的差值范围为4000a-6000a。

7.根据权利要求1-3任一项所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述沟槽的深度范围为24微米-36微米；所述沟槽的宽度范围为1.7微米-2.3微米。

8.根据权利要求1-3任一项所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下特征中至少一个：

9.根据权利要求1-3任一项所述的沟槽结构的制备方法，其特征在于，所述介质层为包括衬垫氧化层和硬掩膜层的叠层结构。

10.一种沟槽结构，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的沟槽结构的制备方法制备而成。

技术总结本申请涉及一种沟槽结构的制备方法及沟槽结构，通过提供衬底，衬底上包括至少一个沟槽和位于衬底顶面的介质层，于沟槽的表面形成第一氧化层，在目标温度下，于第一氧化层和介质层上形成目标氧化层，其中，沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度大于沟槽底部的目标氧化层的厚度，刻蚀沟槽底部的第一氧化层和目标氧化层，以暴露出沟槽底部的衬底，于沟槽内填充多晶硅，形成沟槽结构，通过使沟槽顶部侧壁的目标氧化层的厚度大于沟槽底部的目标氧化层的厚度，在进行回刻时，即使沟槽顶部侧壁的目标氧化层的刻蚀速率大于沟槽底部的目标氧化层的刻蚀速率，回刻完成后沟槽顶部侧壁的第一氧化层和目标氧化层的厚度也能够满足需求，提高沟槽结构的耐压能力。技术研发人员：彭勇治受保护的技术使用者：粤芯半导体技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18