本发明涉及半导体,特别涉及一种深沟槽隔离结构的形成方法。
背景技术:
1、在半导体器件的制造过程中,通常需要在半导体器件如mems(微机电系统)器件中形成深沟槽隔离结构。图1是现有技术的深沟槽的结构剖面示意图。如图1所示,深沟槽隔离结构的形成步骤包括:首先,在半导体衬底10中形成高深宽比的深沟槽10a,然后,在所述深沟槽10a中填充隔离层以形成深沟槽隔离结构。其中,深沟槽10a通过等离子体刻蚀工艺刻蚀半导体衬底10形成,然而由于等离子体刻蚀工艺自身的刻蚀特性,导致所形成的深沟槽10a的侧壁具有第一尖角10b和第二尖角10c,从而影响深沟槽隔离结构的性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种深沟槽隔离结构的形成方法,以去除深沟槽侧壁上的尖角。
2、为实现上述目的,本发明提供一种深沟槽隔离结构的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底上形成有图形化的光刻胶层,所述图形化的光刻胶层中具有开口,所述开口暴露出部分所述半导体衬底;以所述图形化的光刻胶层为掩膜,通过第一等离子体刻蚀工艺刻蚀所述开口底部的所述半导体衬底以形成初沟槽,所述初沟槽的侧壁上具有多个第一尖角;以所述图形化的光刻胶层为掩膜,通过第二等离子体刻蚀工艺刻蚀所述初沟槽的侧壁,以去除所述初沟槽侧壁的所述多个第一尖角并增大所述初沟槽与所述半导体衬底之间的角度而形成深沟槽,所述深沟槽的侧壁具有第二尖角;以剩余的所述图形化的光刻胶层为掩膜,通过第三等离子体刻蚀工艺对所述深沟槽进行刻蚀,以去除所述深沟槽的侧壁上的所述第二尖角;以及,沉积隔离层于所述深沟槽中以形成深沟槽隔离结构。
3、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,所述深沟槽包括下槽部及与所述下槽部连通的上槽部,所述上槽部的宽度大于所述下槽部的宽度,所述上槽部的侧壁与所述下槽部的侧壁之间具有所述第二尖角,所述第二尖角横向凸出于所述上槽部的侧壁和所述下槽部的侧壁。
4、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,所述第二等离子体刻蚀工艺采用的工艺气体包括三氟化氮和氩气,所述三氟化氮与所述氩气的流量比为3~4。
5、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,在所述第三等离子体刻蚀工艺中,所述三氟化氮的气体流量为300sccm~600sccm,所述氩气的流量为100sccm~300sccm。
6、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,在所述第三等离子体刻蚀工艺中,射频功率为2300w~2900w,偏置电压为800v~100v。
7、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,所述第二等离子体刻蚀工艺采用的工艺气体包括三氟化氮、氩气和四氟甲烷。
8、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,所述第一等离子体刻蚀工艺包括循环进行的沉积阶段和刻蚀阶段。
9、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,所述沉积阶段包括:对沉积气体进行解离以形成沉积等离子体,并将所述沉积等离子体输出至所述开口内,以至少在所述开口的侧壁和底壁上形成钝化层,其中,所述沉积气体包括八氟环丁烷。
10、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,所述刻蚀阶段包括:对刻蚀气体进行解离以形成刻蚀等离子体,并将所述刻蚀等离子体输出至所述开口内,以依次刻蚀所述开口底部的钝化层及所述半导体衬底,其中,所述刻蚀气体包括六氟化硫。
11、可选的,在所述的深沟槽隔离结构的形成方法中,所述循环进行的沉积阶段和刻蚀阶段的循环次数为280次~300次。
12、在本发明提供的深沟槽隔离结构的形成方法中,在半导体衬底中形成初沟槽之后,继续以图形化的光刻胶层为掩膜,通过第二等离子体刻蚀工艺对初沟槽进行刻蚀,以去除初沟槽侧壁上的多个第一尖角并增大初沟槽与半导体衬底之间的角度而形成深沟槽,并通过第三等离子体刻蚀工艺对深沟槽进行刻蚀,以去除深沟槽的侧壁上的第二尖角,使深沟槽的侧壁平滑,由此改善深沟槽的形貌,从而提高深沟槽隔离结构的性能。
1.一种深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,所述深沟槽包括下槽部及与所述下槽部连通的上槽部,所述上槽部的宽度大于所述下槽部的宽度,所述上槽部的侧壁与所述下槽部的侧壁之间具有所述第二尖角,所述第二尖角横向凸出于所述上槽部的侧壁和所述下槽部的侧壁。
3.如权利要求1所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,所述第三等离子体刻蚀工艺采用的工艺气体包括三氟化氮和氩气,所述三氟化氮与所述氩气的流量比为3~4。
4.如权利要求3所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,在所述第三等离子体刻蚀工艺中,所述三氟化氮的气体流量为300sccm~600sccm,所述氩气的流量为100sccm~300sccm。
5.如权利要求1所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,在所述第三等离子体刻蚀工艺中,射频功率为2300w~2900w,偏置电压为800v~100v。
6.如权利要求1所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,所述第二等离子体刻蚀工艺采用的工艺气体包括三氟化氮、氩气和四氟甲烷。
7.如权利要求1所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,所述第一等离子体刻蚀工艺包括循环进行的沉积阶段和刻蚀阶段。
8.如权利要求7所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,所述沉积阶段包括:对沉积气体进行解离以形成沉积等离子体,并将所述沉积等离子体输出至所述开口内,以至少在所述开口的侧壁和底壁上形成钝化层,其中,所述沉积气体包括八氟环丁烷。
9.如权利要求7所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,所述刻蚀阶段包括:对刻蚀气体进行解离以形成刻蚀等离子体,并将所述刻蚀等离子体输出至所述开口内,以依次刻蚀所述开口底部的钝化层及所述半导体衬底,其中,所述刻蚀气体包括六氟化硫。
10.如权利要求7所述的深沟槽隔离结构的形成方法,其特征在于,所述循环进行的沉积阶段和刻蚀阶段的循环次数为280次~300次。