【技术领域】
本发明涉及半导体芯片制造技术领域，特别地，涉及一种适用于宽沟槽的多晶硅填充方法。
背景技术：
在半导体芯片制造中，经常会出现需要对沟槽进行填充以及对填充物进行回刻。然而，在利用多晶硅作为填充物进行沟槽填充以及对填充物进行回刻的过程中，经常会出现以下现象：对于开口尺寸越大的沟槽，填充物的填充效果越差，且在对填充物进行回刻之后，填充物表面的形貌越差，比如出现很深的凹坑等。因此，对于宽尺寸沟槽的上述问题会给后续的工艺带来一系列困难。
有鉴于此，有必要提供一种多晶硅填充方法，以解决现有技术存在的上述问题。
技术实现要素：
本发明的其中一个目的在于为解决上述问题而提供一种多晶硅填充方法。
本发明提供的多晶硅填充方法，包括：在宽尺寸沟槽进行二氧化硅填充，形成二氧化硅层；对所述二氧化硅层进行不完全回刻处理，以使所述宽尺寸沟槽底部的硅衬底暴露出来并在所述宽尺寸沟槽内部形成二氧化硅侧墙；在所述宽尺寸沟槽内部进行第一次多晶硅填充，形成第一多晶硅层；对所述第一多晶硅层进行回刻，所述第一多晶硅层被回刻之后保留被所述二氧化硅侧墙包围的多晶硅柱；将所述宽尺寸沟槽内部的二氧化硅侧墙去除；在所述宽尺寸沟槽内部进行第二次多晶硅填充，以形成第二多晶硅层，所述第二多晶硅层包围所述多晶硅柱；对所述第二多晶硅层进行回刻。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，还包括：在硅衬底形成氧化层和氮化层；在所述氧化层和氮化层形成刻蚀窗口，并基于所述刻蚀窗口对所述硅衬底进行刻蚀并形成宽尺寸沟槽。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述氧化层的厚度为0.05μm～3.00μm，所述氮化层为氮化硅层，且其厚度为0.05μm～1.00μm。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述二氧化硅层不仅填充在所述宽尺寸沟槽的侧面和底面，还同时覆盖在所述宽尺寸沟槽的水平表面。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第一次多晶硅层是400℃￣1000℃的生长条件下生长而成，且其厚度为0.01μm～3.00μm。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，在所述第一次多晶硅填充的过程中，所述第一多晶硅层填充到所述宽尺寸沟槽内部的部分被所述二氧化硅侧墙挤占可空间，而在所述宽尺寸沟槽中间区域形成被所述二氧化硅侧墙包围的多晶硅柱。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述宽尺寸沟槽内部的二氧化硅侧墙被去除之后，所述宽尺寸沟槽内部中间区域被所述多晶硅柱填充从而一个环状沟槽。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，在所述第二次多晶硅填充过程中，所述第二多晶硅层被填充到所述环状沟槽并包围所述多晶硅柱，并且所述第二多晶硅层还覆盖所述宽尺寸沟槽的水平表面。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第二多晶硅填充过程中所述宽尺寸沟槽内部被所述多晶硅柱填充而使得所述宽尺寸沟槽的实际有效填充宽度变小。
作为在本发明提供的多晶硅填充方法的一种改进，在一种优选实施例中，所述第二多晶硅层的回刻过程中，所述宽尺寸沟槽水平表面的多晶硅被去除掉。
相较于现有技术，本发明提供的多晶硅填充方法主要通过先在沟槽内生长二氧化硅并刻蚀形成二氧化硅侧墙，从而使得沟槽变窄，然后进行多晶硅填充，后续再腐蚀掉沟槽内的二氧化硅并进行第二次多晶硅的填充，从而改善多晶硅的填充效果并使得后续回刻步骤不会产生凹坑，保证多晶硅表面形貌，提高器件的性能。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明提供的多晶硅填充方法一种实施例的流程示意图；
图2～图11为图1所示的多晶硅填充方法各个工艺步骤的示意图。
【具体实施方式】
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
为解决现有技术存在的宽尺寸沟槽的多晶硅填充效果差且在回刻之后容易产生凹坑的问题，本发明提供了一种多晶硅填充方法，其主要是通过先在沟槽内生长二氧化硅并刻蚀形成二氧化硅侧墙，从而使得沟槽变窄，然后进行多晶硅填充，后续再腐蚀掉沟槽内的二氧化硅并进行第二次多晶硅的填充，从而改善多晶硅的填充效果并使得后续回刻步骤不会产生凹坑，保证多晶硅表面形貌，提高器件的性能。
请参阅图1，其为本发明提供的多晶硅填充方法一种实施例的流程示意图。所述多晶硅填充方法主要包括以下步骤：
步骤s1，在硅衬底形成氧化层和氮化层；
请参阅图2，在步骤s1中，首先提供一个硅衬底，并通过生长工艺在所述硅衬底的表面生长出氧化层和氮化层，所述氧化层可以具体为二氧化硅层，其可以是800℃￣1300℃的生长条件下在所述硅衬底表面生长而成；所述氮化层可以具体为氮化硅层，其可以是在500℃～1000℃的生长条件下在所述氧化层表面生长而成。作为一种优选的实施例，所述氧化层的厚度可以为0.05μm～3.00μm，而所述氮化层的厚度可以为0.05μm～1.00μm。
步骤s2，在所述氧化层和氮化层形成刻蚀窗口，并基于所述刻蚀窗口对所述硅衬底进行刻蚀并形成宽尺寸沟槽。
请参阅图3，在步骤s2中，首先通过刻蚀工艺在所述氧化层和氮化层形成一个刻蚀窗口，所述刻蚀窗口主要用于刻蚀出宽尺寸沟槽，其具体位置与窗口大小与待形成的宽尺寸沟槽相对应。在所述刻蚀窗口形成之后，基于所述刻蚀窗口并利用干法蚀刻工艺在所述硅衬底刻蚀出宽尺寸沟槽，如图4所示。
步骤s3，在所述宽尺寸沟槽进行二氧化硅填充，形成二氧化硅层。
请参阅图5，在所述宽尺寸沟槽刻蚀出来之后，利用二氧化硅生长工艺在所述宽尺寸沟槽进行二氧化硅填充，以形成二氧化硅层。所述二氧化硅层形成之后，其不仅填充在所述宽尺寸沟槽，还会覆盖在所述宽尺寸沟槽外部的氮化硅层表面，如图5所示。另外，需要说明的是，在步骤s3的二氧化硅填充过程中，所述二氧化硅层并不会完全填充所述宽尺寸沟槽，即其并不会把整个宽尺寸沟槽填满，因此所述二氧化硅层覆盖所述宽尺寸沟槽的底面和侧壁的部分与其覆盖所述氮化硅层的部分的厚度基本是一致的。
步骤s4，对所述二氧化硅层进行不完全回刻处理，以使所述宽尺寸沟槽底部的硅衬底暴露出来。
请参阅图6，在步骤s4中，所述二氧化硅层并没有被完全刻蚀，其中，覆盖所述氮化硅层表面的二氧化硅层被刻蚀掉，并且，在所述宽尺寸沟槽内部的二氧化硅层只有中间覆盖所述宽尺寸沟槽底面的部分被刻蚀从而使得所述宽尺寸沟槽底部的硅衬底暴露出来，而覆盖所述宽尺寸沟槽侧壁的二氧化硅层并没有被完全刻蚀，而是保留一部分从而形成二氧化硅侧墙。
步骤s5，在所述宽尺寸沟槽内部进行第一次多晶硅填充，形成第一多晶硅层；
请参阅图7，具体地，在步骤s5中，所述第一多晶硅填充可以通过多晶硅生长工艺来形成，且所述第一多晶硅层填充到所述宽尺寸沟槽内部的部分被所述二氧化硅侧墙包围，且在所述宽尺寸沟槽外部，所述第一多晶硅层还覆盖在所述氮化硅层的表面。所述第一多晶硅层填充到所述宽尺寸沟槽内部的部分由于被所述二氧化硅侧墙挤占可空间，因此只形成一个被所述二氧化硅侧墙包围的多晶硅柱。更具体地，所述第一次多晶硅层可以是400℃￣1000℃的生长条件下生长而成，且其厚度可以为0.01μm～3.00μm。
步骤s6，对所述第一多晶硅层进行回刻，所述第一多晶硅层经过回刻之后仅保留填充在所述宽尺寸沟槽的部分；
请参阅图8，在步骤s6中，所述第一多晶硅层覆盖所述宽尺寸沟槽外部的氮化硅层表面(即所述宽尺寸沟槽水平表面)的部分通过回刻被去除掉，而所述宽尺寸沟槽内部的第一多晶硅层(即上述多晶硅柱)被保留，因此经过回刻之后，所述宽尺寸沟槽被所述第一多晶硅层和所述二氧化硅侧墙填充。需要注意的是，在进行第一次多晶硅层回刻的过程中，所述第一多晶硅层位于所述宽尺寸沟槽内部的部分可能会被部分刻蚀，从而形成一定的凹坑，如图8所示。
步骤s7，将所述宽尺寸沟槽内部的二氧化硅层去除；
具体地，请参阅图9，在步骤s4中被不完全刻蚀而保留在所述宽尺寸沟槽内部的二氧化硅侧墙可以在步骤s7中进行去除，在所述二氧化硅侧墙被去除之后，原来位于所述二氧化侧墙的第一多晶硅层(即上述多晶硅柱)被保留，因此经过步骤s7之后，所述宽尺寸沟槽内部仅在中间区域被所述多晶硅柱部分填充，相当于所述宽尺寸沟槽变成一个环状沟槽，其有效宽度实际上变小了。
步骤s8，在所述宽尺寸沟槽内部进行第二次多晶硅填充，以形成第二多晶硅层；
请参阅图10，由于所述宽尺寸沟槽的中间部分被所述多晶硅柱填充，因此所述第二多晶硅层填充在所述多晶硅柱外围的环状沟槽，并且包围所述多晶硅柱。另外，所述第二多晶硅层还覆盖在所述宽尺寸沟槽外部的氮化硅层表面。由于所述宽尺寸沟槽的有效宽度实际上变小，因此更有利于所述第二多晶硅层的填充，因此在经过所述第二次多晶硅填充之后，所述宽尺寸沟槽内部被所述第二多晶硅层和所述多晶硅柱所填满，填充效果比较好。
步骤s9，对所述第二多晶硅层进行回刻。
请参阅图11，所述第二多晶硅层可以通过干法刻蚀进行回刻，以去除所述第二多晶硅层覆盖在所述氮化硅表面(即所述宽尺寸沟槽水平表面)的部分。在所述第二多晶硅层的回刻过程中，由于所述宽尺寸沟槽内部的第二多晶硅层和多晶硅柱填充效果良好，因此其在回刻过程中不容易产生凹坑。
相较于现有技术，本发明提供的一种多晶硅填充方法通过先在沟槽内生长二氧化硅并刻蚀形成二氧化硅侧墙，从而使得沟槽变窄，然后进行多晶硅填充，后续再腐蚀掉沟槽内的二氧化硅并进行第二次多晶硅的填充，从而改善多晶硅的填充效果并使得后续回刻步骤不会产生凹坑，保证多晶硅表面形貌，提高器件的性能。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。