CN107393864A - 一种隔离结构及其制造方法 - Google Patents

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    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials

Abstract

本发明提供一种隔离结构及其制造方法,所述方法包括如下步骤:提供一半导体衬底,在其中形成至少一个沟槽,沉积衬垫层在所述沟槽的侧壁及底面上,形成可流动式电介质在所述衬垫层的表面,并阶梯式升温固化所述可流动式电介质,所述阶梯式升温使用的固化温度至少包含梯状递增的两种固化温度,使得在所述沟槽中90 wt%以上的可流动式电介质反应为氧化物隔离体。本发明可避免快速固化反应造成沟槽上部的可流动式电介质快速固化,避免电介质中出现孔洞,并避免过度固化造成的电介质薄膜应力过大。固化完成后,电介质薄膜中Si‑H键、Si‑N键及N‑H键的总数量含量约为2~5%。本发明可改善可流动式电介质固化制程中出现微粒的现象,并提高可流动式电介质填洞能力表现。

Description

一种隔离结构及其制造方法
技术领域
本发明属于集成电路制造领域,涉及一种隔离结构及其制造方法。
背景技术
随着半导体线宽逐渐微缩至20nm以下,可流动式电介质(Flowable dielectric)因其较佳的填洞能力已普遍使用在沟槽填充、介电隔离层(Dielectric isolation)的制作。
现有技术中存在如下问题:
1、可流动式电介质进行固化反应(移除溶剂时),会产生大量的外气释放(Outgassing)。如图1a及图1b所示,如无法即时将释放的气体抽出,则释出的气体101将会沉积晶圆102上,并凝结(Condense)成微粒(particle)。
2、如图2所示,可流动式电介质进行固化反应时,如处于不适当的反应环境(瞬间高反应温度、大量反应气体环境),则沟槽(trench)上部可流动式电介质会快速固化得到固化完成的电介质104,使得反应气体103难以达到沟糟底部(pinch-off top of trench),而造成底部材料无法顺利执行固化反应,使得沟槽底部残留有大量未固化的电介质105,从而易形成孔洞。其中,所述沟槽形成于半导体衬底106中,所述沟槽与所述可流动式电介质之间形成有衬垫层107。此外,过度固化(温度过高或时间过长)将使可流动式电介质收缩率(Shrinkage rate)过高造成电介质薄膜应力过大,导致硅衬底差排(Dislocation)。因此电介质中残留的Si-H键、Si-N键及N-H键含量(未过度固化)也是重要的因素。
因此,如何提供一种隔离结构及其制造方法,以改善可流动式电介质固化制程中出现颗粒的问题,并提高可流动式电介质的填洞能力,成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种隔离结构及其制造方法,用于解决现有技术中可流动式电介质固化制程中容易出现颗粒,且可流动式电介质的填洞能力不佳的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种隔离结构的制造方法,包括如下步骤:
提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面;
形成至少一个沟槽在所述衬底中,用以界定出有源区,所述沟槽从所述第一表面构成开口,并往所述第二表面方向延伸;
沉积衬垫层在所述沟槽的侧壁及底面上;
形成可流动式电介质在所述衬垫层的表面,所述可流动式电介质填充满所述沟槽;及
将形成有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送入反应室,阶梯式升温固化所述可流动式电介质,所述阶梯式升温使用的固化温度至少包含梯状递增的两种固化温度,使得在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90wt%以上反应为氧化物隔离体。
可选地,所述阶梯式升温使用的固化温度范围是145~725℃,阶梯式升温固化所述可流动式电介质包括三个固化阶段:
第一固化阶段:将所述反应室的温度升至第一固化温度,在第一固化压力的含氧气氛下维持第一固化时间;
第二固化阶段:接着将所述反应室的温度升至第二固化温度,在第二固化压力的含氧气氛下维持第二固化时间;及
第三固化阶段:再将所述反应室的温度升至第三固化温度,在第三固化压力的含氧气氛下维持第三固化时间;
其中,所述第一固化温度、第二固化温度及第三固化温度依次递增。
可选地,所述第一固化温度范围是285~315℃,所述第二固化温度范围是385~415℃,所述第三固化温度范围是675~725℃;所述第一固化压力范围是375~425mTorr,所述第二固化压力范围是375~425mTorr,所述第三固化压力范围是375~425mTorr;所述第一固化时间范围是15~25分钟,所述第二固化时间范围是25~35分钟,所述第三固化时间范围是50~70分钟。
可选地,所述第一固化阶段、第二固化阶段及第三固化阶段的所述含氧气氛均包括氧气、臭氧及水蒸气中的至少一种,且每一固化阶段结束后均进行循环清除,将所述反应室内的气体排出。
可选地,所述第一固化阶段及第二固化阶段的所述含氧气氛均包含氧气,所述第三固化阶段的所述含氧气氛包含水蒸汽。
可选地,于所述第三固化阶段之后,还包括将沉积有所述可流动式电介质的所述半导体衬底在惰性气体气氛下进行退火的步骤。
可选地,所述惰性气体包括氮气、氩气及氦气中的至少一种,退火温度范围是675℃~725℃,退火时间范围是25~35分钟,退火时所述反应室内压力范围是400mTorr~1大气压。
可选地,所述沟槽的深宽比范围是14~18。
可选地,所述可流动式电介质的材料包含聚硅氮烷,所述可流动式电介质中包含Si-H键、Si-N键及N-H键,所述半导体衬底包括硅衬底,所述衬垫层的材料包括氧化硅及氮化硅中的至少一种,所述氧化物隔离体的材料包括氧化硅。
可选地,固化步骤完成后,所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%。
可选地,固化步骤完成后,所述沟槽底部保留有0.001~10wt%的可流动式电介质未被固化。
本发明还提供一种隔离结构,包括:
一半导体衬底,具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面,其中至少一个沟槽形成在所述半导体衬底中,用以界定出有源区,所述沟槽从所述第一表面构成开口,并往所述第二表面方向延伸;
一衬垫层,沉积在所述沟槽的侧壁及底面上;及
可流动式电介质,形成在所述衬垫层的表面,所述可流动式电介质填充满所述沟槽,在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90wt%以上反应为氧化物隔离体。
可选地,所述沟槽的深宽比范围是14~18,并且多个晶体管结构形成在由所述氧化物隔离体围绕界定的所述有源区中。
可选地,所述半导体衬底包括硅衬底,所述衬垫层的材料包括氧化硅及氮化硅中的至少一种,所述氧化物隔离体的材料包括氧化硅。
可选地,所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%。
可选地,所述沟槽底部保留有0.001~10wt%的可流动式电介质未被固化。
如上所述,本发明的隔离结构及其制造方法,具有以下有益效果:
本发明的隔离结构及其制造方法中,隔离结构为沟槽型(深宽比为14~18),首先沉积衬垫氧化硅于沟槽内,然后沉积可流动式电介质,可流动式电介质固化温度使用区间为145℃~725℃,其中,首先于温度区间145℃~415℃内使用阶梯式升温固化,使用气体为O2,部分可流动式电介质先进行部分固化反应于温度区间145℃~415℃;再升至675℃~725℃通以H2O进行快速反应,此可避免升至675℃~725℃高温时可流动式电介质快速释放大量气体;之后再于惰性气氛下进行退火。阶梯式升温固化可避免快速固化反应而造成沟槽上部的可流动式电介质快速固化,避免电介质中出现孔洞。阶梯式的升温曲线还可避免过度固化造成的电介质薄膜应力过大。固化完成后,所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%。本发明可改善可流动式电介质固化制程中出现微粒的现象,并提高可流动式电介质填洞能力表现。
附图说明
图1a-图1b显示为现有技术中无法即时将释放的气体抽出时,释放出的气体在晶圆上凝结形成微粒的示意图。
图2显示为现有技术中在可流动式电介质固化过程中,沟槽底部的可流动式电介质无法顺利执行固化反应的示意图。
图3显示为本发明的隔离结构的制造方法的工艺流程图。
图4显示为本发明的隔离结构的制造方法在第一固化阶段完成后呈现的结构示意图。
图5显示为本发明的隔离结构的制造方法在第二固化阶段完成后呈现的结构示意图。
图6a-图6b显示为本发明的隔离结构的制造方法在第三固化阶段完成后呈现的结构示意图。
图7显示为本发明的隔离结构的制造方法由于部分可流动式电介质已先行反应,不会产生过多的释放气体的示意图。
图8显示为本发明的隔离结构的制造方法中呈现的温度曲线图。
图9显示为本发明的隔离结构的示意图。
元件标号说明
101 释出的气体
102 晶圆
103 反应气体
104 固化完成的电介质
105 未固化的电介质
106 半导体衬底
107 衬垫层
200 隔离结构
201 半导体衬底
202 衬垫层
203 氧化物隔离体
204 未固化的电介质
205 反应气体
206 反应室
207 释放气体
300 闸极元件
301 栅区
302 源区
303 漏区
304 沟道区
S1~S5 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3至图9。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
本发明提供一种隔离结构的制造方法,请参阅图3,显示为该方法的工艺流程图,包括如下步骤:
首先执行步骤S1:提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面。
具体的,所述半导体衬底采用常用的半导体衬底,本实施例中,所述半导体衬底以Si衬底为例。
然后执行步骤S2:形成至少一个沟槽在所述衬底中,用以界定出有源区,所述沟槽从所述第一表面构成开口,并往所述第二表面方向延伸。
具体的,首先采用曝光、显影等光刻技术在所述半导体衬底的第一表面形成沟槽的掩模图形,然后基于掩模图形,采用干法或湿法蚀刻技术在所述衬底中形成所述沟槽。本实施例中,所述沟槽的深宽比大于12,优选为14~18。
接着执行步骤S3:沉积衬垫层在所述沟槽的侧壁及底面上。
具体的,采用物理气相沉积或化学气相沉积法形成所述衬垫层。所述衬垫层的材料包括氧化硅及氮化硅中的至少一种。本实施例中,优选采用氧化硅作为衬垫层材料。
具体的,所述衬垫层的沉积可在批次炉管设备或单一晶圆设备中进行。
再执行步骤S4:形成可流动式电介质在所述衬垫层的表面,所述可流动式电介质填充满所述沟槽。
具体的,采用液态涂布或其它方法在所述衬垫层表面形成所述可流动式电介质,所述可流动式电介质中包含Si-H键、Si-N键及N-H键。本实施例中,所述可流动式电介质的材料包括聚硅氮烷(polysilazane,简称PSZ),其固化产物为二氧化硅,作为隔离结构中的绝缘材料。
最后执行步骤S5:将形成有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送入反应室,阶梯式升温固化所述可流动式电介质,所述阶梯式升温使用的固化温度至少包含梯状递增的两种固化温度,使得在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90wt%以上反应为氧化物隔离体。
具体的,所述阶梯式升温使用的固化温度范围是145~725℃。所述可流动式电介质的阶梯式升温固化可以在批次炉管设备中进行,也可以在单一晶圆设备中进行。本实施例中,所述反应室以批次式炉管设备为例。
作为示例,将沉积有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送入反应室之前,首先在所述反应室内通入氧气,并将所述反应室升温至145~155℃。也就是将沉积有可流动式电介质的硅衬底于145~155℃的含氧环境下进行炉管推管步骤。
本实施例中,将所述半导体衬底送入反应室之后,进行循环清除(Cycle purge),将反应室内气体排出,然后采用阶梯式升温固化所述可流动式电介质。
具体的,固化所述可流动式电介质采用的反应气体包括氧气(O2)、臭氧(O3)、水蒸气(H2O)中的一种或多种。
作为示例,采用阶梯式升温固化所述可流动式电介质包括三个固化阶段:
(1)第一固化阶段:将所述反应室的温度升至第一固化温度,在第一固化压力的含氧气氛下维持第一固化时间。
具体的,所述第一固化温度范围是285~315℃,所述第一固化压力范围是375~425mTorr,所述含氧气氛包括氧气、臭氧、水蒸气中的至少一种,所述第一固化时间范围是15~25分钟。需要指出的是,此处,所述第一固化时间是指升至目标温度后在该温度下的停留时间。
第一固化阶段的作用是让可流动式电介质先进行部分固化。请参阅图4,显示为第一固化阶段完成后呈现的结构示意图。其中,半导体衬底201中形成有沟槽,沟槽侧壁及底面沉积有衬垫层202,可流动式电介质填充满沟槽,反应气体205使得沟槽中的一部分可流动式电介质先行固化,得到固化的电介质203,剩余部分仍为未固化的电介质204。需要指出的是,图4仅为示意图,不代表实际的固化区域与图中完全一致。
固化反应大致上是由外而内,所述第一固化阶段使用较低的温度,有利于降低固化反应速率,避免快速固化反应造成沟槽上部的可流动式电介质快速固化,有利于减少电介质中出现孔洞的概率。为了进一步降低固化反应速率,第一固化阶段更为优选地采用氧气(O2)或臭氧(O3)。原因在于水蒸气(H2O)分子较小,更易穿透已经固化的电介质,容易使得固化反应过快,而氧气(O2)与臭氧(O3)分子较大,穿透速率降低,有利于固化反应平稳缓慢进行。
本实施例中,在第一固化阶段结束后进行循环清除,将所述反应室内的气体排出。其中,在进行循环清除时,反应室内温度仍然维持在285~315℃。
(2)第二固化阶段:接着将所述反应室的温度升至第二固化温度,在第二固化压力的含氧气氛下维持第二固化时间。
具体的,所述第二固化温度范围是385~415℃,所述第二固化压力范围是375~425mTorr,所述含氧气氛包括氧气、臭氧、水蒸气中的至少一种,所述第二固化时间范围是25~35分钟。需要指出的是,此处,所述第一固化时间是指升至目标温度后在该温度下的停留时间。
第二固化阶段的作用是让可流动式电介质继续进行部分固化。请参阅图5,显示为第二固化阶段完成后呈现的结构示意图。可见,沟槽中固化的电介质203增多,而未固化的电介质204减少。
与第一固化阶段一样,第二固化阶段更为优选地采用氧气(O2)或臭氧(O3)。
本实施例中,在第二固化阶段结束后同样进行循环清除,将所述反应室内的气体排出。其中,在进行循环清除时,反应室内温度仍然维持在385~415℃。
(3)第三固化阶段:再将所述反应室的温度升至第三固化温度,在第三固化压力的含氧气氛下维持第三固化时间。
具体的,所述第三固化温度范围是675~725℃,所述第三固化压力范围是375~425mTorr,所述含氧气氛包括氧气、臭氧、水蒸气中的至少一种,所述第三固化时间范围是50~70分钟。
第三固化阶段的作用是让可流动式电介质进行快速反应,此可避免升至675℃~725℃高温时可流动式电介质快速释放大量气体。图7显示为由于部分可流动式电介质已先行反应,不会产生过多的释放气体207的示意图。请参阅图6a,显示为第三固化阶段完成后呈现的结构示意图。沟槽中的可流动式电介质已基本全部固化。
第三固化阶段更为优选地采用小分子的水蒸气(H2O),其更易穿透外部已经固化的电介质,使得内部的可流动式电介质充分反应。
本实施例中,在第三固化阶段结束后同样进行循环清除,将所述反应室内的气体排出。其中,在进行循环清除时,反应室内温度仍然维持在675℃~725℃。
进一步的,本实施例中,于所述第三固化阶段之后,还包括将沉积有所述可流动式电介质的所述半导体衬底在惰性气体气氛下进行退火的步骤。所述惰性气体包括氮气、氩气及氦气中的至少一种,退火温度范围是675℃~725℃,退火时间范围是25~35分钟,退火时所述反应室内压力范围是400mTorr~1大气压。本步骤的惰性气体气氛下退火的原因是:固化后的电介质可能较为松散,退火可以使电介质更为致密。
具体的,于所述退火步骤之后,降温至145℃~155℃,然后将沉积有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送出所述反应室。也就是说,于145~155℃进行拉管步骤。
至此,完成了可流动介质的阶梯式升温固化,如图8所示,显示为上述制造过程中的温度曲线图,其中,上述固化过程中,所述第一固化温度、第二固化温度及第三固化温度依次递增。本实施例中,固化步骤完成后,所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%,避免了过度固化造成电介质薄膜应力过大,导致硅衬底差排。
具体的,如图6b所示,在另一实施例中,为了改善沟槽底部衬垫层的断裂,所述沟槽底部保留有0.001~10wt%的可流动式电介质未被固化。
本发明的隔离结构的制造方法中采用阶梯式升温固化可流动式电介质,可避免快速固化反应而造成沟槽上部的可流动式电介质快速固化,避免电介质中出现孔洞。阶梯式的升温曲线还可避免过度固化造成的电介质薄膜应力过大。固化完成后,电介质薄膜中Si-H键、Si-N键及N-H键总数量含量约为2~5%。本发明可改善可流动式电介质固化制程中出现微粒的现象,并提高可流动式电介质填洞能力表现。
实施例二
本发明还提供一种隔离结构,如图9所示,显示为该隔离结构的示意图,包括:
一半导体衬底201,具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面,其中至少一个沟槽形成在所述半导体衬底201中,用以界定出有源区,所述沟槽从所述第一表面构成开口,并往所述第二表面方向延伸;
一衬垫层202,沉积在所述沟槽的侧壁及底面上;及
可流动式电介质,形成在所述衬垫层202的表面,所述可流动式电介质填充满所述沟槽,在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90wt%以上反应为氧化物隔离体203。
具体的,所述半导体衬底201包括但不限于硅衬底,所述沟槽的深宽比范围是14~18,所述衬垫层202的材料包括氧化硅及氮化硅中的至少一种,所述氧化物隔离体203的材料包括氧化硅。
具体的,所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%,从而避免了过度固化造成电介质薄膜应力过大,导致硅衬底差排。
进一步的,所述沟槽底部保留有0.001~10wt%的可流动式电介质未被固化(如图6b所示),以改善沟槽底部衬垫层的断裂。
具体的,可以有多个晶体管结构形成在由所述氧化物隔离体203围绕界定的所述有源区中。所述隔离结构可以是浅沟槽隔离结构(简称STI)。作为示例,图9显示为本发明的隔离结构200应用于闸极元件300间作为介电隔离层的情形,其中,闸极元件300制作于所述半导体衬底中,包括栅区301、分别位于栅区两侧的源区302与漏区303、以及位于栅区下方的沟道区304。本实施例中,所述栅区301形成在有源区上,在其它实施例中,所述栅区也可以形成在有源区内,例如埋入式字线。
本发明的隔离结构改善了微粒现象,并且减少了沟槽中出现孔洞的概率,同时未过度固化,不存在电介质薄膜应力过大的问题,从而具有优异的隔离效果,可有效减少元件之间的漏电现象。
综上所述,本发明的隔离结构及其制造方法中,隔离结构为沟槽型(深宽比为14~18),首先沉积衬垫氧化硅于沟槽内,然后沉积可流动式电介质,可流动式电介质固化温度使用区间为145℃~725℃,其中,首先于温度区间145℃~415℃内使用阶梯式升温固化,使用气体为O2,部分可流动式电介质先进行部分固化反应于温度区间145℃~415℃;再升至675℃~725℃通以H2O进行快速反应,此可避免升至675℃~725℃高温时可流动式电介质快速释放大量气体;之后再于惰性气氛下进行退火。阶梯式升温固化可避免快速固化反应而造成沟槽上部的可流动式电介质快速固化,避免电介质中出现孔洞。阶梯式的升温曲线还可避免过度固化造成的电介质薄膜应力过大。固化完成后,所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%。本发明可改善可流动式电介质固化制程中出现微粒的现象,并提高可流动式电介质填洞能力表现。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种隔离结构的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面;
形成至少一个沟槽在所述衬底中,用以界定出有源区,所述沟槽从所述第一表面构成开口,并往所述第二表面方向延伸;
沉积衬垫层在所述沟槽的侧壁及底面上;
形成可流动式电介质在所述衬垫层的表面,所述可流动式电介质填充满所述沟槽;及
将形成有所述可流动式电介质的所述半导体衬底送入反应室,阶梯式升温固化所述可流动式电介质,所述阶梯式升温使用的固化温度至少包含梯状递增的两种固化温度,使得在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90wt%以上反应为氧化物隔离体。
2.根据权利要求1所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:所述阶梯式升温使用的固化温度范围是145~725℃,阶梯式升温固化所述可流动式电介质包括三个固化阶段:
第一固化阶段:将所述反应室的温度升至第一固化温度,在第一固化压力的含氧气氛下维持第一固化时间;
第二固化阶段:接着将所述反应室的温度升至第二固化温度,在第二固化压力的含氧气氛下维持第二固化时间;及
第三固化阶段:再将所述反应室的温度升至第三固化温度,在第三固化压力的含氧气氛下维持第三固化时间;
其中,所述第一固化温度、第二固化温度及第三固化温度依次递增。
3.根据权利要求2所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第一固化温度范围是285~315℃,所述第二固化温度范围是385~415℃,所述第三固化温度范围是675~725℃;所述第一固化压力范围是375~425mTorr,所述第二固化压力范围是375~425mTorr,所述第三固化压力范围是375~425mTorr;所述第一固化时间范围是15~25分钟,所述第二固化时间范围是25~35分钟,所述第三固化时间范围是50~70分钟。
4.根据权利要求2所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第一固化阶段、第二固化阶段及第三固化阶段的所述含氧气氛均包括氧气、臭氧及水蒸气中的至少一种,且每一固化阶段结束后均进行循环清除,将所述反应室内的气体排出。
5.根据权利要求4所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:所述第一固化阶段及第二固化阶段的所述含氧气氛均包含氧气,所述第三固化阶段的所述含氧气氛包含水蒸汽。
6.根据权利要求2所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:于所述第三固化阶段之后,还包括将沉积有所述可流动式电介质的所述半导体衬底在惰性气体气氛下进行退火的步骤。
7.根据权利要求6所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:所述惰性气体包括氮气、氩气及氦气中的至少一种,退火温度范围是675℃~725℃,退火时间范围是25~35分钟,退火时所述反应室内压力范围是400mTorr~1大气压。
8.根据权利要求1所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:所述沟槽的深宽比范围是14~18。
9.根据权利要求1至8任一项所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:所述可流动式电介质的材料包含聚硅氮烷,所述可流动式电介质中包含Si-H键、Si-N键及N-H键,所述半导体衬底包括硅衬底,所述衬垫层的材料包括氧化硅及氮化硅中的至少一种,所述氧化物隔离体的材料包括氧化硅。
10.根据权利要求9所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:固化步骤完成后,所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%。
11.根据权利要求1至8任一项所述的隔离结构的制造方法,其特征在于:固化步骤完成后,所述沟槽底部保留有0.001~10wt%的可流动式电介质未被固化。
12.一种隔离结构,其特征在于,包括:
一半导体衬底,具有第一表面及相对于所述第一表面的第二表面,其中至少一个沟槽形成在所述半导体衬底中,用以界定出有源区,所述沟槽从所述第一表面构成开口,并往所述第二表面方向延伸;
一衬垫层,沉积在所述沟槽的侧壁及底面上;及
可流动式电介质,形成在所述衬垫层的表面,所述可流动式电介质填充满所述沟槽,在所述沟槽中的所述可流动式电介质的90wt%以上反应为氧化物隔离体。
13.根据权利要求12所述的隔离结构,其特征在于:所述沟槽的深宽比范围是14~18,并且多个晶体管结构形成在由所述氧化物隔离体围绕界定的所述有源区中。
14.根据权利要求12所述的隔离结构,其特征在于:所述半导体衬底包括硅衬底,所述衬垫层的材料包括氧化硅及氮化硅中的至少一种,所述氧化物隔离体的材料包括氧化硅。
15.根据权利要求12所述的隔离结构,其特征在于:所述沟槽中残留的可流动式电介质中,未反应的Si-H键、Si-N键及N-H键的总数量占所述沟槽中的氧化物隔离体的Si-O键数量的2~5%。
16.根据权利要求12至15任一项所述的隔离结构,其特征在于:所述沟槽底部保留有0.001~10wt%的可流动式电介质未被固化。
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