本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域,特別是指一種屏蔽柵溝槽型MOSFET工藝方法。
背景技術(shù):
屏蔽柵溝槽型MOSFET,作為一種功率器件,具有擊穿電壓高,導(dǎo)通電阻低,開關(guān)速度快的特點。如圖1所示,溝槽內(nèi)填充多晶硅,多晶硅分為兩部分:位于溝槽下部的多晶硅形成屏蔽柵多晶硅4,位于溝槽上部的多晶硅構(gòu)成多晶硅柵極6,兩層多晶硅之間隔有氧化硅膜層5。
當(dāng)前屏蔽柵溝槽型MOSFET的制造工藝,由于在多晶硅間氧化膜濕法刻蝕時會沿著光刻膠下方橫向刻蝕,且橫向刻蝕量不穩(wěn)定,所以,在有源區(qū)溝槽和終端區(qū)溝槽之間要放1~2個贗溝槽(dummy trench),如圖1中1是有源區(qū)溝槽,3是終端區(qū)溝槽,2即為dummy trench。
具體的工藝來說,是在溝槽刻蝕形成之后,先淀積一層氧化膜,然后在溝槽中淀積填充多晶硅,之后進行回刻,將有源區(qū)溝槽的上半部多晶硅刻蝕掉,留下溝槽下半部的對晶硅,然后淀積層間氧化層并進行化學(xué)機械平坦化,再涂覆光刻膠定義出圖形,采用濕法刻蝕氧化硅,如圖2所示,濕法刻蝕在光刻膠下形成橫向的鉆蝕,在去除光刻膠后,可以看到光刻膠邊緣處溝槽內(nèi)壁氧化硅過刻蝕形成氧化硅空洞,在后續(xù)進行柵極多晶硅形成過程中會在原溝槽內(nèi)壁氧化硅空洞處殘留多晶硅,如圖1中虛線圈注處,造成工藝的不穩(wěn)定。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種屏蔽柵溝槽型MOSFET工藝方法,能節(jié)省管芯面積,同時提高工藝穩(wěn)定性。
為解決上述問題,本發(fā)明所述的屏蔽柵溝槽型MOSFET工藝方法,包含如下的工藝步驟:
第1步,在硅片上刻蝕溝槽,淀積一層氧化膜,然后填充多晶硅并回刻;
第2步,再淀積一層氧化膜并進行化學(xué)機械研磨;
第3步,進行氧化硅刻蝕,將硅片表面的氧化硅去除;
第4步,光刻膠定義出圖形,進行有源區(qū)溝槽的氧化硅刻蝕;
第5步,剝離光刻膠,生長柵氧化膜,淀積多晶硅并回刻。
進一步地,所述第1步中,對有源區(qū)溝槽進行多晶硅回刻,保留有源區(qū)溝槽內(nèi)下部的多晶硅以形成屏蔽柵。
進一步地,所述第2步中,淀積的氧化膜作為層間氧化膜,化學(xué)機械研磨后殘留的氧化膜厚度不大于
進一步地,所述第3步中,所述的氧化硅刻蝕采用濕法刻蝕。
進一步地,所述第4步中,對有源區(qū)溝槽的氧化硅進行刻蝕,形成有源區(qū)溝槽內(nèi)多晶硅柵極與屏蔽柵之間的隔離介質(zhì)層。
進一步地,所述第5步中,淀積多晶硅并回刻至硅片表面,溝槽內(nèi)填充的多晶硅與硅片表面平齊,形成多晶硅柵極。
本發(fā)明所述的屏蔽柵溝槽型MOSFET工藝方法,相比于傳統(tǒng)工藝,在層間氧化硅化學(xué)機械研磨之后增加一步濕法刻蝕,將硅片表面的氧化硅膜去除,避免了傳統(tǒng)工藝中多晶硅層間氧化膜濕法刻蝕時沿著光刻膠邊緣下方橫向刻蝕,因此,在版圖設(shè)計時就不再需要放置dummy trench,節(jié)省了管芯面積,同時增加了工藝穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1是屏蔽柵MOSFET的剖面示意圖。
圖2是傳統(tǒng)工藝氧化硅濕法刻蝕的工藝示意圖,光刻膠下的氧化膜出現(xiàn)橫向刻蝕,溝槽內(nèi)壁的氧化膜層出現(xiàn)空洞。
圖3是傳統(tǒng)工藝溝槽內(nèi)壁的氧化膜層空洞處出現(xiàn)多晶硅殘留示意圖。
圖4~8是本發(fā)明各步工藝示意圖。
圖9是本發(fā)明工藝流程圖。
附圖標(biāo)記說明
1是有源區(qū)溝槽,2是dummy trench,3是終端區(qū)溝槽,4是屏蔽柵多晶硅,5是層間氧化膜,6是多晶硅(柵極),7是光刻膠。
具體實施方式
本發(fā)明所述的屏蔽柵溝槽型MOSFET工藝方法,包含如下的工藝步驟:
第1步,如圖4所示,在硅片上刻蝕溝槽,包括有源區(qū)溝槽1及終端區(qū)溝槽3。淀積一層氧化膜,氧化膜5覆蓋硅片表面及溝槽內(nèi)壁。然后淀積多晶硅,使溝槽內(nèi)填充滿多晶硅。再對有源區(qū)溝槽進行多晶硅回刻,保留有源區(qū)溝槽內(nèi)下部的多晶硅以形成屏蔽柵4。
第2步,如圖5所示,再淀積一層氧化膜并進行化學(xué)機械研磨;淀積的氧化膜作為層間氧化膜5,化學(xué)機械研磨后殘留的氧化膜厚度不大于
第3步,進行氧化硅的濕法刻蝕,將硅片表面的氧化硅去除,如圖6所示。
第4步,光刻膠7定義出圖形,進行有源區(qū)溝槽的氧化硅刻蝕。如圖7所示,對有源區(qū)溝槽的氧化硅進行刻蝕,形成有源區(qū)溝槽內(nèi)多晶硅柵極與屏蔽柵之間的隔離介質(zhì)層。
第5步,剝離光刻膠,生長柵氧化膜,淀積多晶硅并回刻硅片表面形成多晶硅柵極6,如圖8所示。
通過上述工藝步驟,本發(fā)明優(yōu)化了工藝程序,在層間氧化硅化學(xué)機械研磨之后增加一步濕法刻蝕,將硅片表面的氧化硅膜提前去除,后續(xù)的光刻膠直接形成在硅片表面,避免了傳統(tǒng)工藝中多晶硅層間氧化膜濕法刻蝕時,光刻膠下的氧化膜在光刻膠邊緣處出現(xiàn)橫向刻蝕。因此,在版圖設(shè)計時就不再需要放置dummy trench 2,節(jié)省了管芯面積,同時增加了工藝穩(wěn)定性。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,并不用于限定本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。