襯底進(jìn)行熱氧化處理，在所述半導(dǎo)體襯底和所述溝槽的表面形成犧牲氧化層。
[0045]具體地，執(zhí)行107之后的所述溝槽型功率器件柵氧化層的剖面示意圖如圖8所示，其中，所述犧牲氧化層用標(biāo)號(hào)14表示。
[0046]可以理解，在本實(shí)施例中，在形成柵氧化層之前，先在所述溝槽的表面制備犧牲氧化層。進(jìn)一步的，在形成所述犧牲氧化層之前，使用惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護(hù)氣體，進(jìn)行退火處理，有效減少溝槽側(cè)壁的缺陷和陷阱數(shù)量，改善溝槽的表面形貌，提高后續(xù)形成的犧牲氧化層的質(zhì)量。此外，溝槽表面形貌的有效改善，還能夠大幅減小需要形成的犧牲氧化層的厚度，例如，所述犧牲氧化層的厚度可以為0.01 μ m?0.1 μ m。所述犧牲氧化層的厚度較小，則相應(yīng)的，在形成所述犧牲氧化層的過(guò)程中需要消耗的半導(dǎo)體襯底的厚度也會(huì)減少，這就能夠進(jìn)一步保證溝槽的尺寸不受影響，提高芯片面積利用率，降低了器件制造成本。由于溝槽形貌得到改善，最終制成器件的性能和可靠性都大幅提高。
[0047]108、利用酸性溶液，去除所述犧牲氧化層。
[0048]具體地，執(zhí)行108之后的所述溝槽型功率器件柵氧化層的剖面示意圖又如圖7所
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[0049]其中，所述酸性溶液可以包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸(HF)中的一種或多種的組合。也就是說(shuō)，所述酸性溶液可以包括上述溶液中的任一種，或者，也可以包括上述溶液中的任意兩種或兩種以上溶液的組合，本實(shí)施例在此不對(duì)其進(jìn)行限制。
[0050]109、以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護(hù)氣體，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火處理，并通過(guò)對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行熱氧化處理，在所述半導(dǎo)體襯底和所述溝槽的表面形成柵氧化層。
[0051]具體地，執(zhí)行109之后的所述溝槽型功率器件柵氧化層的剖面示意圖如圖9所示，其中，所述柵氧化層用標(biāo)號(hào)15表示。
[0052]其中，所述熱氧化處理的方式可以包括干氧氧化和濕氧氧化。
[0053]可以理解，在本實(shí)施例中，在形成柵氧化層之前，使用惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護(hù)氣體，再次進(jìn)行退火處理，能夠進(jìn)一步有效改善溝槽的表面形貌，提高柵氧化層的形成質(zhì)量，最終提高器件的器件性能和可靠性。
[0054]此外，在實(shí)際應(yīng)用中，為了改善溝槽的表面形貌，目前使用的方法主要有兩種，一種是在高溫惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行退火，以修復(fù)溝槽表面的損傷。但是，該方法無(wú)法有效修復(fù)溝槽的表面形貌。另一種方法為通過(guò)熱氧化處理在溝槽表面形成犧牲氧化層，再使用濕法腐蝕去除該犧牲氧化層。該方法盡管可以有效改善表面形貌，但為了有效修復(fù)溝槽表面形貌，犧牲氧化層的厚度不能太薄，則相應(yīng)的需要消耗較大厚度的硅層，這就會(huì)對(duì)溝槽的尺寸造成影響，導(dǎo)致器件的有效區(qū)域減少，進(jìn)而增大了器件制造成本且影響器件的性能。同時(shí)，這進(jìn)一步限制了該方法在高密度溝槽器件中的應(yīng)用。
[0055]可以理解，相對(duì)上述方法，在本實(shí)施例中，采用氧化鎂作為掩膜，對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，能夠減少刻蝕過(guò)程中對(duì)溝槽側(cè)壁的損傷，保證溝槽表面的形貌不受破壞，并且，在通過(guò)熱氧化處理形成犧牲氧化層之前，以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護(hù)氣體，對(duì)硅片進(jìn)行退火處理，從而在對(duì)溝槽的表面形貌有效修復(fù)后，形成厚度較小的犧牲氧化層，既能有效改善溝槽的表面形貌，又不會(huì)導(dǎo)致對(duì)溝槽尺寸的影響，從而減小器件制造的成本，并能提高器件的器件性能和可靠性。
[0056]本實(shí)施例提供的溝槽型功率器件柵氧化層的制備方法，采用氧化鎂作為掩膜，對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，形成溝槽，能夠減少刻蝕過(guò)程中對(duì)溝槽側(cè)壁的損傷，并且在制備柵氧化層之前，通過(guò)形成和去除質(zhì)量較好的犧牲氧化層，有效改善溝槽的表面形貌并避免對(duì)溝槽的尺寸產(chǎn)生影響，從而在降低器件制造成本的同時(shí)，提高在所述溝槽表面上形成的柵氧化層質(zhì)量，進(jìn)而提高器件的器件性能和可靠性。
[0057]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溝槽型功率器件柵氧化層的制備方法，其特征在于，包括: 在半導(dǎo)體襯底的表面上形成氧化鎂層； 在所述氧化鎂層的表面上形成帶有圖案的掩膜； 采用所述掩膜對(duì)所述氧化鎂層進(jìn)行干法刻蝕，以露出所述圖案處對(duì)應(yīng)的所述半導(dǎo)體襯底； 去除所述掩膜； 以所述氧化鎂層為掩膜，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行干法刻蝕，形成溝槽； 去除所述氧化鎂層； 以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護(hù)氣體，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火處理，并通過(guò)對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行熱氧化處理，在所述半導(dǎo)體襯底和所述溝槽的表面形成犧牲氧化層； 利用酸性溶液，去除所述犧牲氧化層； 以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護(hù)氣體，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火處理，并通過(guò)對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行熱氧化處理，在所述半導(dǎo)體襯底和所述溝槽的表面形成柵氧化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化鎂層的厚度為0.0l μ m?I μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述犧牲氧化層的厚度為0.01 μ m?0.1 μ m0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溝槽的深度為0.1 μ m?10 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除所述氧化鎂層，具體包括: 利用鹽酸、氯化銨和過(guò)氧化氫的混合溶液，去除所述氧化鎂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述帶有圖案的掩膜的材料為光刻膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述熱氧化處理的方式包括干氧氧化和濕氧氧化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述干法刻蝕的方式包括反應(yīng)離子刻蝕和感應(yīng)耦合等離子體刻蝕。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種溝槽型功率器件柵氧化層的制備方法，包括：在半導(dǎo)體襯底上形成氧化鎂層；在氧化鎂層上形成帶有圖案的掩膜；采用所述掩膜對(duì)氧化鎂層進(jìn)行干法刻蝕；去除所述掩膜；以所述氧化鎂層為掩膜，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行干法刻蝕，形成溝槽；去除氧化鎂層；以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護(hù)氣體，對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火處理，并通過(guò)熱氧化處理，在形成犧牲氧化層；利用酸性溶液，去除犧牲氧化層；以所述混合氣體作為保護(hù)氣體，對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行退火處理，并通過(guò)熱氧化處理，形成柵氧化層。通過(guò)本發(fā)明提供的制備方法，能有效改善溝槽表面形貌，提高后續(xù)在所述溝槽表面上形成的柵氧化層的質(zhì)量，進(jìn)而提高器件的器件性能和可靠性。
【IPC分類(lèi)】H01L21-28
【公開(kāi)號(hào)】CN104810268
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410043035
【發(fā)明人】李理, 馬萬(wàn)里, 趙圣哲
【申請(qǐng)人】北大方正集團(tuán)有限公司, 深圳方正微電子有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2014年1月29日