一种浅沟槽隔离结构的制备方法与流程

1.本技术涉及半导体技术领域，更具体的说，涉及一种浅沟槽隔离结构的制备方法。


背景技术：

2.随着半导体技术的发展，晶圆的特征尺寸越来越微缩，对电性能的要求越来越严苛，对浅沟槽隔离结构（sti）沟槽底部的平坦度要求越来越高。晶圆在腔室内生产的过程中温度、压力、电压以及气体的种类和比例等都对浅沟槽隔离结构沟槽底部的平坦度产生影响。在刻蚀形成沟槽的过程中，刻蚀气体刻蚀沟槽时，浅沟槽隔离结构沟槽底部的平坦度差会严重影响晶圆的电学性能，甚至影响晶圆的良率。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供了一种浅沟槽隔离结构的制备方法，所述制备方法包括：提供一半导体基底；在所述半导体基底表面形成第一膜层结构；在所述第一膜层结构背离所述半导体基底的一侧形成刻蚀阻挡层；在所述刻蚀阻挡层背离所述第一膜层结构的一侧形成第二膜层结构；在所述第二膜层结构上刻蚀形成第一凹槽，以露出所述刻蚀阻挡层；基于所述第一凹槽，刻蚀所述刻蚀阻挡层以及所述第一膜层结构形成第二凹槽，以露出所述半导体基底；基于所述第一凹槽和所述第二凹槽，刻蚀所述半导体基底，在所述半导体基底的表面内形成第三凹槽，以在所述半导体基底表面内形成浅沟槽隔离结构。
4.优选的，在上述制备方法中，基于所述第一凹槽和所述第二凹槽，刻蚀所述半导体基底的方法包括：基于第一气体，刻蚀所述半导体基底；其中，所述第一气体为保形性刻蚀气体，且所述第一气体为cl2，hbr中的至少一种。
5.优选的，在上述制备方法中，在所述半导体基底表面上形成保护层作为所述第一膜层结构；在所述保护层的表面上依次形成第一掩膜层和第二掩膜层作为所述刻蚀阻挡层；在所述第二掩膜层的表面上依次形成第三掩膜层、抗反射层和光阻层作为所述第二膜层结构。
6.优选的，在上述制备方法中，所述保护层为垫氧层，所述第一掩膜层为sin掩膜层，所述第二掩膜层为硅酸乙酯掩膜层，所述第三掩膜层为旋涂碳层，所述抗反射层为si抗反射层；形成所述第一凹槽的方法包括：基于第二气体，刻蚀所述si抗反射层，基于第三气体刻蚀所述旋涂碳层，以形成所述第一凹槽；
其中，所述第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，所述第三气体为o2和cos气体中的至少一种，所述第二气体刻蚀所述硅酸乙酯掩膜层的速度小于所述第二气体刻蚀所述旋涂碳层的速度。
7.优选的，在上述制备方法中，形成所述第二凹槽的方法包括：基于第四气体，刻蚀所述sin掩膜层、所述硅酸乙酯掩膜层和所述垫氧层，以形成所述第二凹槽，所述第四气体包括：chf3气体和cf4气体中的至少一种以及c4f6气体、c4f8气体和ch2f2气体中的至少一种。
8.优选的，在上述制备方法中，在所述半导体基底表面上形成保护层作为所述第一膜层结构；在所述保护层的表面上形成第一刻蚀阻挡层作为所述刻蚀阻挡层；在所述第一刻蚀阻挡层的表面上依次形成第一掩膜层、第二掩膜层、第三掩膜层、抗反射层和光阻层作为所述第二膜层结构。
9.优选的，在上述制备方法中，所述保护层为垫氧层，所述第一掩膜层为sin掩膜层，所述第二掩膜层为硅酸乙酯掩膜层，所述第三掩膜层为旋涂碳层，所述抗反射层为si抗反射层，所述第一刻蚀阻挡层为第一sib阻挡层；形成所述第一凹槽的方法包括：基于第二气体，刻蚀所述si抗反射层、所述硅酸乙酯掩膜层和所述sin掩膜层，基于第三气体，刻蚀所述旋涂碳层，以形成所述第一凹槽；其中，所述第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，所述第三气体为o2和cos气体中的至少一种，所述第二气体刻蚀所述第一sib阻挡层的速度小于所述第二气体刻蚀所述sin掩膜层的速度。
10.优选的，在上述制备方法中，形成所述第二凹槽的方法包括：基于离子束刻蚀，刻蚀所述第一sib阻挡层和所述垫氧层，以形成所述第二凹槽。
11.优选的，在上述制备方法中，在所述半导体基底表面上形成保护层作为所述第一膜层结构；在所述保护层的表面上形成第二刻蚀阻挡层作为所述刻蚀阻挡层；在所述第二刻蚀阻挡层的表面上依次形成第三掩膜层、抗反射层和光阻层作为所述第二膜层结构。
12.优选的，在上述制备方法中，所述保护层为垫氧层，所述第三掩膜层为旋涂碳层，所述抗反射层为si抗反射层，所述第二刻蚀阻挡层为第二sib阻挡层；形成所述第一凹槽的方法包括：基于第二气体，刻蚀所述si抗反射层，基于第三气体，刻蚀所述旋涂碳层，以形成所述第一凹槽；其中，所述第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，所述第三气体为o2和cos气体中的至少一种，所述第三气体刻蚀所述第二sib阻挡层的速度小于所述第三气体刻蚀所述旋涂碳层的速度。
13.优选的，在上述制备方法中，形成所述第二凹槽的方法包括：基于离子束刻蚀，刻蚀所述第二sib阻挡层和所述垫氧层，以形成所述第二凹槽。
14.基于上述可知，本技术提出了一种浅沟槽隔离结构的制备方法，所述制备方法包括：提供一半导体基底；在半导体基底表面形成第一膜层结构；在第一膜层结构背离半导体基底的一侧形成刻蚀阻挡层；在刻蚀阻挡层背离第一膜层结构的一侧形成第二膜层结构；在第二膜层结构上刻蚀形成第一凹槽，以露出刻蚀阻挡层；基于第一凹槽，刻蚀所述刻蚀阻
挡层以及第一膜层结构形成第二凹槽，以露出半导体基底；基于第一凹槽和第二凹槽，刻蚀半导体基底，在半导体基底的表面内形成第三凹槽，以在半导体基底表面内形成浅沟槽隔离结构。在该制备方法中，在第一膜层结构的表面设置刻蚀阻挡层，在刻蚀形成第一凹槽时，刻蚀阻挡层与刻蚀气体反应速度较低，使得第一凹槽平坦度较高，基于第一凹槽形成第二凹槽和第三凹槽，使得第二凹槽与第三凹槽的底部的平坦度提高，以使得形成的浅沟槽隔离结构的沟槽底部平坦度高。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要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技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容涵盖的范围内。
17.图1为一种浅沟槽隔离结构的结构示意图；图2-图8为本技术实施例提供的一种浅沟槽隔离结构的制备方法在不同工艺阶段的产品结构图；图9为本技术实施例提供的一种浅沟槽隔离结构的结构示意图；图10为本技术实施例提供的另一种浅沟槽隔离结构的结构示意图；图11为本技术实施例提供的又一种浅沟槽隔离结构的结构示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.目前，在晶圆的生产过程中，是基于刻蚀气体刻蚀位于衬底上的多膜层结构及衬底，以形成沟槽，但由于刻蚀气体对多膜层结构和衬底的选择比不够高，难以保证刻蚀完多膜层结构后衬底的表面是平坦的，又因为多膜层结构中无停止层，平坦度差的情况会更加严重，最终影响电学性能，甚至影响良率。
20.参考图1，图1为一种浅沟槽隔离结构的结构示意图，该结构包括衬底11、保护层21、第一掩膜层31、第二掩膜层32、第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43。衬底11为si衬底，保护层21为pad氧化物层，第一掩膜层31为sin掩膜层，第二掩膜层32为硅酸乙酯掩膜层，第三掩膜层41为旋涂碳层，抗反射层42为si抗反射层。在该结构的制备方法中基于c-f气体进行刻蚀，在刻蚀过程中，由于c-f气体对pad氧化物层、sin掩膜层和si衬底的选择比不够高，刻蚀完pad氧化物层后会导致衬底11的表面出现不平坦。基于刻蚀pad氧化物层后的结构，继续刻蚀衬底11，不平坦的形貌会继续向下转移，在沟槽的底部容易形成分沟槽，
使得浅沟槽隔离结构的沟槽底部不平整，对后续制备晶圆带来影响。
21.基于上述问题，本技术提出了一种浅沟槽隔离结构的制备方法，在该制备方法中，在第一膜层结构的表面设置刻蚀阻挡层，在刻蚀形成第一凹槽时，刻蚀阻挡层与刻蚀气体反应速度较低，使得第一凹槽平坦度较高，基于第一凹槽形成第二凹槽和第三凹槽，使得第二凹槽与第三凹槽的底部的平坦度提高，以使得形成的浅沟槽隔离结构的沟槽底部平坦度提高。
22.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
23.参考图2-图8，图2-图8为本技术实施例提供的一种浅沟槽隔离结构的制备方法在不同工艺阶段的产品结构图，该制备方法包括：步骤s1：如图2所示，提供一半导体基底1；步骤s2：如图3所示，在半导体基底1表面形成第一膜层结构2；步骤s3：如图4所示，在第一膜层结构2背离半导体基底1的一侧形成刻蚀阻挡层3；步骤s4：如图5所示，在刻蚀阻挡层3背离第一膜层结构2的一侧形成第二膜层结构4；步骤s5：如图6所示，在第二膜层结构4上刻蚀形成第一凹槽5，以露出刻蚀阻挡层3；步骤s6：如图7所示，基于第一凹槽5，刻蚀所述刻蚀阻挡层3以及第一膜层结构2形成第二凹槽6，以露出半导体基底1；步骤s7：如图8所示，基于第一凹槽5和第二凹槽6，刻蚀半导体基底1，在半导体基底1的表面内形成第三凹槽7，以在半导体基底1表面内形成浅沟槽隔离结构。
24.在本实施例的制备方法中，在第一膜层结构2的表面设置刻蚀阻挡层3，在刻蚀形成第一凹槽5时，刻蚀阻挡层3与刻蚀气体反应速度较低，使得第一凹槽5底部的平坦度较高，基于第一凹槽5形成第二凹槽6和第三凹槽7，使得第二凹槽6与第三凹槽7的底部的平坦度提高，以使得形成的浅沟槽隔离结构的沟槽底部的平坦度提高。
25.在本实施例的制备方法中，可选的半导体基底1包括：硅基底（si）、氮化镓基底（gan）、碳化硅基底（sic）和氧化锌基底(zno)；在半导体基底1上的表面形成第一膜层结构2，在第一膜层结构2背离半导体基底1的一侧形成刻蚀阻挡层3，在刻蚀阻挡层3背离第一膜层结构2的一侧形成第二膜层结构4；第一膜层结构2至少用于保护半导体基底1，防止刻蚀阻挡层3与半导体基底1直接接触，若刻蚀阻挡层3与半导体基底1直接接触可能会污染半导体基底1；且在本实施例中，在垂直半导体基底1的方向上，第一凹槽5、第二凹槽6和第三凹槽7依次重叠。其中，第一膜层结构2和第二膜层结构4均至少具有一层薄膜层；第一膜层结构2和第二膜层结构4均用于光刻，在刻蚀形成第三凹槽7后，基于制备需求，可完全或部分去除某些膜层。
26.在上述制备方法中，基于第一凹槽5和第二凹槽6，刻蚀半导体基底1的方法包括：基于第一气体，刻蚀半导体基底1；其中，第一气体为保形性刻蚀气体，且第一气体为cl2，hbr中的至少一种。
27.在上述制备方法中，在形成第二凹槽6后，裸露出部分半导体基底1，基于第一气体，刻蚀半导体基底1，以在半导体基底1内形成第三凹槽7。第一气体为保形性刻蚀气体，保
形性刻蚀气体可以使得刻蚀得到的平面的形状与刻蚀前平面的形状基本相同。在该步骤中，使用保形性刻蚀气体，使得刻蚀得到的第三凹槽7底部的形状与第二凹槽6底部的形状基本相同，从而得到平坦度较高的浅沟槽隔离结构。其中，该第一气体包括但不限于cl2，hbr中的至少一种，上述第一气体仅为本实施例中所选用的保形性刻蚀气体，第一气体的选择可基于具体实施例确定。
28.参考图9，图9为本技术实施例提供的一种浅沟槽隔离结构的结构示意图，在本实施例的制备方法中，在半导体基底1表面上形成保护层21作为第一膜层结构2；在保护层21的表面上依次形成第一掩膜层31和第二掩膜层32作为刻蚀阻挡层3；在第二掩膜层32的表面上依次形成第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43作为第二膜层结构4。
29.在图9所示浅沟槽隔离结构中，第一膜层结构2包括：保护层21；刻蚀阻挡层3包括：第一掩膜层31和第二掩膜层32；第二膜层结构4包括：第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43。在本实施例中，依次刻蚀光阻层43、抗反射层42和第三掩膜层41，以形成第一凹槽5，其中，刻蚀第三掩膜层41的刻蚀气体刻蚀第二掩膜层32的速度较小，使得刻蚀得到的第一凹槽5的底部较为平坦；基于第一凹槽5，依次刻蚀第二掩膜层32和第一掩膜层31，以形成第二凹槽6，裸露部分半导体基底1；基于裸露的部分半导体基底1，通过第一气体，即保形性刻蚀气体刻蚀半导体基底1得到第三凹槽7，且基于上述步骤刻蚀得到的第三凹槽7的底部平坦度高，从而得到沟槽底部平坦度高的浅沟槽隔离结构。
30.其中，保护层21为硬掩膜层，致密效果好，用于保护半导体基底1，且保护层21还可用于缓冲应力；第一掩膜层31、第二掩膜层32和第三掩膜层41用于基于光刻胶得到目标图案；抗反射层42用于减少在光刻过程中发生的光反射；光阻层43为光刻胶层。
31.在图9所示浅沟槽隔离结构中，保护层21为垫氧层，第一掩膜层31为sin掩膜层，第二掩膜层32为硅酸乙酯掩膜层，第三掩膜层41为旋涂碳层，抗反射层42为si抗反射层；形成第一凹槽5的方法包括：基于第二气体，刻蚀si抗反射层，基于第三气体刻蚀旋涂碳层，以形成第一凹槽5；其中，第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，第三气体为o2和cos气体中的至少一种，第二气体刻蚀硅酸乙酯掩膜层的速度小于第二气体刻蚀旋涂碳层的速度。
32.参考图9，在本实施例制备方法制备得到的浅沟槽隔离结构中，半导体基底1为si基底；保护层21为垫氧层，是通过炉管生长在si基底上的，且垫氧层的厚度为5nm；第一掩膜层31为sin掩膜层，该sin掩膜层的厚度为30 nm；第二掩膜层32为硅酸乙酯掩膜层，该硅酸乙酯掩膜层的厚度为50nm；第三掩膜层41为旋涂碳层，该旋涂碳层的厚度为150nm；抗反射层42为si抗反射层，该si抗反射层的厚度为40nm；且sin掩膜层、硅酸乙酯掩膜层、旋涂碳层和si抗反射层均通过化学气相沉积得到的。光阻层43用于定义光刻图形的图案，且该光阻层43的厚度为40nm；其中，保护层21、第一掩膜层31、第二掩膜层32、第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43的材料与厚度包括但不限于上述材料与厚度，上述材料与厚度仅为本实施例中各个膜层的材料与厚度，各个膜层的材料与厚度可基于具体实施例中不同工艺需求确定。
33.参考图9，在本实施例的制备方法中，基于第二气体刻蚀si抗反射层以及基于第三气体刻蚀旋涂碳层形成第一凹槽5。在刻蚀形成第一凹槽5时，第二气体刻蚀si抗反射层后
第三气体刻蚀旋涂碳层，其中，在刻蚀旋涂碳层时，刻蚀去除光阻层43；在刻蚀过程中，第二气体刻蚀硅酸乙酯掩膜层的速度远小于第二气体刻蚀旋涂碳层的速度，从而使得刻蚀旋涂碳层后，硅酸乙酯掩膜层的表面平坦，即第一凹槽5底部平坦。其中，第二气体可以为cf4气体和chf3气体中的一种或多种的混合气体，第三气体可以为o2和cos气体中的一种或多种的混合气体。
34.在图9所示浅沟槽隔离结构中，形成第二凹槽6的方法包括：基于第四气体，刻蚀硅酸乙酯掩膜层、sin掩膜层和垫氧层，以形成第二凹槽6，第四气体包括：chf3气体和cf4气体中的至少一种以及c4f6气体、c4f8气体和ch2f2气体中的至少一种。
35.参考图9，在本实施例的制备方法中，通过第四气体刻蚀硅酸乙酯掩膜层、sin掩膜层和垫氧层形成第二凹槽6，该第四气体包括：chf3气体和cf4气体中的至少一种以及c4f6气体、c4f8气体和ch2f2气体中的至少一种，在该第四气体中，c4f6气体、c4f8气体和ch2f2气体为调节气体，chf3气体和cf4气体为刻蚀气体，在第四气体中设置调节气体用于调节最适合的气体配比。本实施例中，当第四气体包括：chf3气体、cf4气体、c4f6气体、c4f8气体和ch2f2气体时，cf4气体：chf3气体：c4f6气体：c4f8气体：ch2f2气体的最优配比为2:1:0.2:0.2:0.2。
36.参考图10，图10为本技术实施例提供的另一种浅沟槽隔离结构的结构示意图，在本实施例的制备方法中，在半导体基底1表面上形成保护层21作为所述第一膜层结构2；在保护层21的表面上形成第一刻蚀阻挡层33作为刻蚀阻挡层3；在第一刻蚀阻挡层33的表面上依次形成第一掩膜层31、第二掩膜层32、第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43作为第二膜层结构4。
37.在图10所示浅沟槽隔离结构中，第二膜层结构4包括：第一掩膜层31、第二掩膜层32、第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43；第一膜层结构2为保护层21，在保护层21上形成第一刻蚀阻挡层33作为刻蚀阻挡层3，该第一刻蚀阻挡层33与刻蚀第一掩膜层31的刻蚀气体反应速度较小，使得刻蚀得到的第一凹槽5的底部平坦度较高。
38.在图10所示浅沟槽隔离结构中，保护层21为垫氧层，第一掩膜层31为sin掩膜层，第二掩膜层32为硅酸乙酯掩膜层，第三掩膜层41为旋涂碳层，抗反射层42为si抗反射层，第一刻蚀阻挡层33为第一sib阻挡层；形成第一凹槽5的方法包括：基于第二气体，刻蚀si抗反射层、硅酸乙酯掩膜层和sin掩膜层，基于第三气体，刻蚀旋涂碳层，以形成第一凹槽5；其中，第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，第三气体为o2和cos气体中的至少一种，第二气体刻蚀第一sib阻挡层的速度小于第二气体刻蚀所述sin掩膜层的速度。
39.参考图10，在基于本实施例的制备方法制备得到的浅沟槽隔离结构中，保护层21为垫氧层，第一掩膜层31为sin掩膜层，第二掩膜层32为硅酸乙酯掩膜层，第三掩膜层41为旋涂碳层，抗反射层42为si抗反射层，第一刻蚀阻挡层33为第一sib阻挡层，第一刻蚀阻挡层33的厚度范围为2nm~10nm；在本实施例中形成第一凹槽5是基于第二气体刻蚀si抗反射层、硅酸乙酯掩膜层和sin掩膜层，基于第三气体，刻蚀旋涂碳层得到的。其中，第二气体容易刻蚀垫氧层，若在垫氧层上直接形成sin掩膜层，在刻蚀过程中，容易使得第二气体刻蚀去除sin掩膜层后会刻蚀部分垫氧层，使得垫氧层的表面平坦度较低，而在垫氧层与sin掩膜层之间设置第一sib阻挡层后，因第二气体刻蚀第一sib阻挡层的速度远小于第二气体刻蚀sin掩膜层的速度，使得第二气体刻蚀sin掩膜层后形成的第一凹槽5的底部较为平坦。其
中，第一刻蚀阻挡层33的材料包括但不限于上述材料，上述材料仅为本实施例中第一刻蚀阻挡层33的材料，其他实施例中第一刻蚀阻挡层33的材料可基于实施例中不同工艺需求确定。
40.在图10所示浅沟槽隔离结构中，形成第二凹槽6的方法包括：基于离子束刻蚀，刻蚀第一sib阻挡层和垫氧层，以形成第二凹槽6。
41.参考图10，在基于本实施例的制备方法制备得到的浅沟槽隔离结构中，在第一sib阻挡层的表面形成第一凹槽5后，基于离子束刻蚀，刻蚀第一sib阻挡层和垫氧层得到第二凹槽6。在刻蚀过程中，因第一凹槽5底部的平坦度较高，第一sib阻挡层和垫氧层的总体厚度较薄，第一sib阻挡层和垫氧层的总体厚度小于10nm，且第一sib阻挡层和垫氧层采用离子束刻蚀，使得刻蚀得到的第二凹槽6的底部平坦度高。
42.参考图11，图11为本技术实施例提供的又一种浅沟槽隔离结构的结构示意图，在本实施例的制备方法中，在半导体基底1表面上形成保护层21作为第一膜层结构2；在保护层21的表面上形成第二刻蚀阻挡层34作为刻蚀阻挡层3；在第二刻蚀阻挡层34的表面上依次形成第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43作为第二膜层结构4。
43.在图11所示浅沟槽隔离结构中，第二膜层结构4包括：第三掩膜层41、抗反射层42和光阻层43；第一膜层结构2包括：保护层21；在保护层21上形成第二刻蚀阻挡层34作为刻蚀阻挡层3，该第二刻蚀阻挡层34可用于阻隔刻蚀第三掩膜层41的刻蚀气体刻蚀保护层21，且刻蚀第三掩膜层41的刻蚀气体刻蚀第三掩膜层41的刻蚀速度大于该刻蚀气体刻蚀第二刻蚀阻挡层34的速度，使得刻蚀得到的第一凹槽5底部的平坦度较高。
44.在图11所示浅沟槽隔离结构中，保护层21为垫氧层，第三掩膜层41为旋涂碳层，抗反射层42为si抗反射层，第二刻蚀阻挡层34为第二sib阻挡层；形成第一凹槽5的方法包括：基于第二气体，刻蚀si抗反射层，基于第三气体，刻蚀旋涂碳层，以形成第一凹槽5；其中，第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，第三气体为o2和cos气体中的至少一种，第三气体刻蚀第二sib阻挡层的速度小于第三气体刻蚀旋涂碳层的速度。
45.参考图11，在基于本实施例的制备方法制备得到的浅沟槽隔离结构中，保护层21为垫氧层，第三掩膜层41为旋涂碳层，抗反射层42为si抗反射层，第二刻蚀阻挡层34为第二sib阻挡层，基于第二气体刻蚀si抗反射层，第三气体刻蚀旋涂碳层形成第一凹槽5，且第三气体刻蚀第二sib阻挡层的速度小于第三气体刻蚀旋涂碳层的速度。其中，可基于调整第二sib阻挡层的厚度代替sin掩膜层和硅酸乙酯掩膜层，降低了浅沟槽隔离结构的工艺难度，减少生产成本。
46.参考图11，在本实施例的制备方法中，形成第二凹槽6的方法包括：基于离子束刻蚀，刻蚀第二sib阻挡层和垫氧层，以形成第二凹槽6。
47.基于上述可知，本技术提出了一种浅沟槽隔离结构的制备方法，在该制备方法中，在第一膜层结构2的表面设置刻蚀阻挡层3，在刻蚀第二膜层结构4形成第一凹槽5时，刻蚀第二膜层结构4的刻蚀气体刻蚀该刻蚀阻挡层3的速度较小，使得第一凹槽5的平坦度较高，基于第一凹槽5刻蚀得到第二凹槽6，使得第二凹槽6底部的平坦度提高，基于第一凹槽5和第二凹槽6刻蚀半导体基底1得到第三凹槽7，因使用保形性气体刻蚀半导体基底1，且第二
凹槽6的底部平坦度高，使得刻蚀得到的第三凹槽7的底部平坦度提高，从而得到平坦度高的浅沟槽隔离结构。
48.本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
49.需要说明的是，在本技术的描述中，需要理解的是，附图和实施例的描述是说明性的而不是限制性的。贯穿说明书实施例的同样的附图标记标识同样的结构。另外，处于理解和易于描述，附图可能夸大了一些层、膜、面板、区域等厚度。同时可以理解的是，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在其他元件上或者可以存在中间元件。另外，“在
…
上”是指将元件定位在另一元件上或者另一元件下方，但是本质上不是指根据重力方向定位在另一元件的上侧上。
50.术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
51.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种浅沟槽隔离结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一半导体基底；在所述半导体基底表面形成第一膜层结构；在所述第一膜层结构背离所述半导体基底的一侧形成刻蚀阻挡层；在所述刻蚀阻挡层背离所述第一膜层结构的一侧形成第二膜层结构；在所述第二膜层结构上刻蚀形成第一凹槽，以露出所述刻蚀阻挡层；基于所述第一凹槽，刻蚀所述刻蚀阻挡层以及所述第一膜层结构形成第二凹槽，以露出所述半导体基底；基于所述第一凹槽和所述第二凹槽，刻蚀所述半导体基底，在所述半导体基底的表面内形成第三凹槽，以在所述半导体基底表面内形成浅沟槽隔离结构。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，基于所述第一凹槽和所述第二凹槽，刻蚀所述半导体基底的方法包括：基于第一气体，刻蚀所述半导体基底；其中，所述第一气体为保形性刻蚀气体，且所述第一气体为cl2，hbr中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述半导体基底表面上形成保护层作为所述第一膜层结构；在所述保护层的表面上依次形成第一掩膜层和第二掩膜层作为所述刻蚀阻挡层；在所述第二掩膜层的表面上依次形成第三掩膜层、抗反射层和光阻层作为所述第二膜层结构。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述保护层为垫氧层，所述第一掩膜层为sin掩膜层，所述第二掩膜层为硅酸乙酯掩膜层，所述第三掩膜层为旋涂碳层，所述抗反射层为si抗反射层；形成所述第一凹槽的方法包括：基于第二气体，刻蚀所述si抗反射层，基于第三气体刻蚀所述旋涂碳层，以形成所述第一凹槽；其中，所述第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，所述第三气体为o2和cos气体中的至少一种，所述第二气体刻蚀所述硅酸乙酯掩膜层的速度小于所述第二气体刻蚀所述旋涂碳层的速度。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，形成所述第二凹槽的方法包括：基于第四气体，刻蚀所述硅酸乙酯掩膜层、所述sin掩膜层和所述垫氧层，以形成所述第二凹槽，所述第四气体包括：chf3气体和cf4气体中的至少一种以及c4f6气体、c4f8气体和ch2f2气体中的至少一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述半导体基底表面上形成保护层作为所述第一膜层结构；在所述保护层的表面上形成第一刻蚀阻挡层作为所述刻蚀阻挡层；在所述第一刻蚀阻挡层的表面上依次形成第一掩膜层、第二掩膜层、第三掩膜层、抗反射层和光阻层作为所述第二膜层结构。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述保护层为垫氧层，所述第一掩膜层为sin掩膜层，所述第二掩膜层为硅酸乙酯掩膜层，所述第三掩膜层为旋涂碳层，所述抗反射层为si抗反射层，所述第一刻蚀阻挡层为第一sib阻挡层；
形成所述第一凹槽的方法包括：基于第二气体，刻蚀所述si抗反射层、所述硅酸乙酯掩膜层和所述sin掩膜层，基于第三气体，刻蚀所述旋涂碳层，以形成所述第一凹槽；其中，所述第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，所述第三气体为o2和cos气体中的至少一种，所述第二气体刻蚀所述第一sib阻挡层的速度小于所述第二气体刻蚀所述sin掩膜层的速度。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，形成所述第二凹槽的方法包括：基于离子束刻蚀，刻蚀所述第一sib阻挡层和所述垫氧层，以形成所述第二凹槽。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述半导体基底表面上形成保护层作为所述第一膜层结构；在所述保护层的表面上形成第二刻蚀阻挡层作为所述刻蚀阻挡层；在所述第二刻蚀阻挡层的表面上依次形成第三掩膜层、抗反射层和光阻层作为所述第二膜层结构。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述保护层为垫氧层，所述第三掩膜层为旋涂碳层，所述抗反射层为si抗反射层，所述第二刻蚀阻挡层为第二sib阻挡层；形成所述第一凹槽的方法包括：基于第二气体，刻蚀所述si抗反射层，基于第三气体，刻蚀所述旋涂碳层，以形成所述第一凹槽；其中，所述第二气体为cf4气体和chf3气体中的至少一种，所述第三气体为o2和cos气体中的至少一种，所述第三气体刻蚀所述第二sib阻挡层的速度小于所述第三气体刻蚀所述旋涂碳层的速度。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，形成所述第二凹槽的方法包括：基于离子束刻蚀，刻蚀所述第二sib阻挡层和所述垫氧层，以形成所述第二凹槽。

技术总结
本申请公开了一种浅沟槽隔离结构的制备方法，所述制备方法包括：提供一半导体基底；在半导体基底表面形成第一膜层结构；在第一膜层结构背离半导体基底的一侧形成刻蚀阻挡层；在刻蚀阻挡层背离第一膜层结构的一侧形成第二膜层结构；在第二膜层结构上刻蚀形成第一凹槽，以露出刻蚀阻挡层；基于第一凹槽，刻蚀所述刻蚀阻挡层以及第一膜层结构形成第二凹槽，以露出半导体基底；基于第一凹槽和第二凹槽，刻蚀半导体基底，在半导体基底的表面内形成第三凹槽，以在半导体基底表面内形成浅沟槽隔离结构。在该制备方法中，在第一膜层结构的表面形成刻蚀阻挡层，且刻蚀阻挡层与刻蚀气体反应速度较低，以使得形成的浅沟槽隔离结构的沟槽底部的平坦度提高。部的平坦度提高。部的平坦度提高。


技术研发人员：徐陈明 屠小龙 张跃 彭泰彦 许开东
受保护的技术使用者：江苏鲁汶仪器股份有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/8/13