本申请涉及一种沟槽隔离结构制备方法和半导体器件制备方法，其中，该沟槽隔离结构制备方法包括：在衬底上开设沟槽，并在沟槽的底部填入预设厚度的第一介质层；在第一介质层上方的沟槽侧壁上形成补偿膜；在沟槽内填入第二介质层以形成沟槽隔离结构，补偿膜在填入第二介质层后被全部消耗。在本申请中，引入薄膜补偿技术，可以减小有源区在清洗、热氧化等工艺中的损耗，同时，在沟槽底部不形成补偿膜，可以避免出现沟槽底部狭窄区域的补偿膜难以被消耗掉而出现残余的现象。