深溝槽頂部圓角的形成方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路制造領域，特別是涉及深溝槽頂部圓角的形成工藝方法。
【背景技術】
[0002] 溝槽型IGBT(絕緣柵雙極型晶體管）的柵極是通過深溝槽刻蝕，然后多晶硅淀積 而形成的，這種設計有效地提高了溝道密度，但是這種工藝在深溝槽刻蝕完后，深溝槽頂部 會形成90度的直角，因此在這個區(qū)域電場強度較強，導致器件因柵極和發(fā)射極之間漏電而 失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種深溝槽頂部圓角的形成方法，它可以降低器 件漏電的風險。
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的深溝槽頂部圓角的形成方法，在完成深溝槽刻蝕 后，包括有以下步驟：
[0005] 1)濕法回刻深溝槽硬掩膜，使深溝槽頂部露出部分單晶硅表面；
[0006] 2)單晶硅各向異性刻蝕，使深溝槽頂部露出的單晶硅形成階梯狀的輪廓；
[0007] 3)根據(jù)需要形成的頂部圓角的大小，重復步驟1)?2);
[0008] 4)濕法刻蝕，完全去除剩余的深溝槽硬掩膜；
[0009] 5)輕度各向同性刻蝕，將深溝槽頂部階梯狀的輪廓修正為圓角狀；
[0010] 6)濕法清洗，完成深溝槽頂部圓角的制作。
[0011] 本發(fā)明通過先在深溝槽頂部形成階梯狀的形貌，再利用單晶硅各向同性刻蝕，將 深溝槽頂部開口制作成一個圓角，如此減少了器件中銳角的形貌，降低了深溝槽頂部區(qū)域 的電場強度，從而降低了溝槽型IGBT器件發(fā)生漏電失效的風險。
【附圖說明】
[0012] 圖1?圖7是本發(fā)明實施例的工藝流程示意圖。
[0013] 圖8是本發(fā)明實施例制作的頂部圓角輪廓的深溝槽的正面圖。
[0014] 圖9是本發(fā)明實施例制作的頂部圓角輪廓的深溝槽的傾斜圖。
[0015] 圖10?圖14是在深溝槽頂部形成更大圓角的工藝方法示意圖。
[0016] 圖中附圖標記說明如下：
[0017] 1 :二氧化硅硬掩膜
[0018] 2 :單晶硅襯底
[0019] 3:單晶硅深溝槽
[0020] 4 : 一級臺階頂部輪廓
[0021] 5:頂部圓角
[0022] 6 :二級臺階頂部輪廓
[0023] 7 :三級臺階頂部輪廓
[0024] 8:頂部大圓角
【具體實施方式】
[0025] 為對本發(fā)明的技術內(nèi)容、特點與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖，詳述如下：
[0026] 本實施例的深溝槽頂部圓角的形成方法，具體包括以下工藝步驟：
[0027] 步驟1，在單晶硅襯底2上淀積二氧化硅硬掩膜1，如圖1所示。
[0028] 二氧化硅硬掩膜1的厚度為深溝槽刻蝕所需的硬掩膜厚度加上頂部圓角5的半徑 再加上輕度各向同性刻蝕量。例如，5?6微米溝槽深度，1KA頂部圓角半徑，就需要3KA以 上的二氧化硅厚度。
[0029] 步驟2,二氧化硅硬掩膜1干法刻蝕及去膠，形成單晶硅深溝槽3的圖形，如圖2所 /_J、i〇
[0030] 這步主要通過光刻以及采用以氣體CF4為主的刻蝕條件，形成單晶硅深溝槽3的 圖形，然后通過濕法去除光刻膠。
[0031] 步驟3,干法刻蝕，形成垂直的單晶硅深溝槽3,如圖3所示。
[0032] 這步干法刻蝕的刻蝕氣體主要包括SF6、Cl2、HBr、CF4、02、CHF3等氣體。
[0033] 步驟4,濕法回刻二氧化硅硬掩膜1，如圖4所示。
[0034] 這步使用緩沖氫氟酸藥液浸泡，回刻部分二氧化硅硬掩膜1,使單晶硅深溝槽3頂 部露出部分單晶娃表面。1KA半徑的頂部圓角5需要回刻1KA的二氧化娃硬掩膜1。
[0035] 步驟5,單晶硅各向異性刻蝕，把因步驟4的回刻而暴露出來的頂部單晶硅刻出一 個臺階，形成單臺階的階梯狀頂部單晶硅輪廓，如圖5所示。
[0036] 這步刻蝕的刻蝕氣體以CF4氣體為主?？涛g量要計算精確，以保證單晶硅深溝槽3 底部輪廓不會被破壞。1KA半徑的頂部圓角5就刻蝕1KA的單晶硅。
[0037] 步驟6,濕法刻蝕去除二氧化硅硬掩膜1，形成頂部一級臺階，如圖6所示。
[0038] 這步主要采用緩沖氫氟酸藥液浸泡，把剩余的二氧化硅硬掩膜1全部去除。
[0039] 步驟7,輕度各向同性刻蝕，形成頂部圓角5,如圖7所示。
[0040] 這步主要是通過輕度的各向同性刻蝕，把階梯狀的單晶硅頂部輪廓修正成圓角 狀?？涛g氣體以CF4、02氣體為主?？涛g量不能大(一般與頂部圓角5的半徑一致)，否則會 使階梯狀單晶硅平面區(qū)域形成凹陷。
[0041] 步驟8,濕法清洗，通過濃硫酸雙氧水和氨水雙氧水的浸泡,把有機和無機雜質(zhì)清 洗干凈。
[0042] 最后形成的頂部圓角輪廓的深溝槽的形貌如圖8、9所示。
[0043]上述步驟4和步驟5可以根據(jù)實際需要循環(huán)進行，以得到多臺階的階梯狀頂部 單晶硅輪廓，并最終形成更大的頂部圓角（頂部圓角半徑小于1KA的，適用單臺階)。例如圖 10?14所示，在一級臺階頂部輪廓4形成后，若重復一次步驟4濕法回刻二氧化硅硬掩膜 1 (圖10)和步驟5單晶硅各向異性刻蝕（圖11)，經(jīng)二氧化硅硬掩膜1濕法刻蝕后，就可以 形成二級臺階頂部輪廓6 (圖12);若重復兩次步驟4和步驟5,經(jīng)二氧化硅硬掩膜1濕法刻 蝕后，就可以形成三級臺階頂部輪廓7 (圖13)。經(jīng)輕度各向同性刻蝕后，就可以在深溝槽 頂部形成更大的頂部大圓角8 (圖14)。
【主權項】
1. 深溝槽頂部圓角的形成方法，其特征在于，在完成深溝槽刻蝕后，包括有w下步驟： 1) 濕法回刻深溝槽硬掩膜，使深溝槽頂部露出部分單晶娃表面； 2) 單晶娃各向異性刻蝕，使深溝槽頂部露出的單晶娃形成階梯狀的輪廓； 3) 根據(jù)需要形成的頂部圓角的大小，重復步驟1)?2); 4) 濕法刻蝕，完全去除剩余的深溝槽硬掩膜； 5) 輕度各向同性刻蝕，將深溝槽頂部階梯狀的輪廓修正為圓角狀； 6) 濕法清洗，完成深溝槽頂部圓角的制作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)，所述深溝槽硬掩膜為二氧化娃。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟1 )，使用緩沖氨氣酸藥液進行濕法回 刻。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)，刻蝕氣體主要包括CF4氣體。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)，使用緩沖氨氣酸藥液進行濕法刻 蝕。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)，刻蝕氣體主要包括CF4、02氣體。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)，刻蝕量與頂部圓角的半徑相同。
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6)，使用濃硫酸雙氧水和氨水雙氧水 進行濕法清洗。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深溝槽頂部圓角的形成方法，該方法在完成深溝槽刻蝕后，包括有以下步驟：1）濕法回刻深溝槽硬掩膜，使深溝槽頂部露出部分單晶硅表面；2）單晶硅各向異性刻蝕，使深溝槽頂部露出的單晶硅形成階梯狀的輪廓；3）根據(jù)需要形成的頂部圓角的大小，重復步驟1）～2）；4）濕法刻蝕掉剩余的深溝槽硬掩膜；5）輕度各向同性刻蝕，將深溝槽頂部階梯狀的輪廓修正為圓角狀；6）濕法清洗，完成深溝槽頂部圓角的制作。本發(fā)明通過先在深溝槽頂部形成階梯狀的形貌，再利用單晶硅各向同性刻蝕，將深溝槽頂部開口制作成一個圓角，如此減少了器件中銳角的形貌，降低了深溝槽頂部區(qū)域的電場強度和溝槽型IGBT漏電失效的風險。
【IPC分類】H01L21-3065, H01L21-28
【公開號】CN104576340
【申請?zhí)枴緾N201310484873
【發(fā)明人】吳智勇, 斯海國
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月16日