超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用超級(jí)結(jié)(superjunct1n)結(jié)構(gòu)的MOS器件，由于其構(gòu)造特殊，具有導(dǎo)通電阻低，耐高壓，發(fā)熱量低的優(yōu)點(diǎn)，因此又叫cool MOS器件。超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法之一是先在N型硅基片上刻蝕出深溝槽，再通過(guò)外延(EPI) —次性填充P型硅，這種方法成本相對(duì)低，但是工藝難度較高。
[0003]其中深溝槽的側(cè)壁形貌會(huì)直接影響后續(xù)EPI填充的效果。深溝槽側(cè)壁上在刻蝕過(guò)程中產(chǎn)生的豎狀條紋會(huì)影響EPI填充單晶硅晶格完整性，產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷，從而嚴(yán)重影響超級(jí)結(jié)的電學(xué)特性。如圖1所示，現(xiàn)有方法形成的超級(jí)結(jié)深溝槽的側(cè)面圖照片，可以看出在超級(jí)結(jié)深溝槽的側(cè)壁即虛線(xiàn)圈101所示區(qū)域存在著豎狀條紋，該豎狀條紋會(huì)影響EPI填充單晶硅晶格完整性，產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷，從而嚴(yán)重影響超級(jí)結(jié)的電學(xué)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法，能消除深溝槽的側(cè)壁豎狀條紋，提高超級(jí)結(jié)器件的電學(xué)特性。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法包括如下步驟:
[0006]步驟一、在N型硅基片上形成由氧化硅層組成的硬掩膜層。
[0007]步驟二、在所述硬掩膜層上旋涂光刻膠并進(jìn)行光刻形成有第一光刻膠圖形，所述第一光刻膠圖形定義出超級(jí)結(jié)深溝槽的形成區(qū)域。
[0008]步驟三、以所述第一光刻膠圖形為掩膜對(duì)所述硬掩膜層進(jìn)行刻蝕，去除所述第一光刻膠圖形；通過(guò)對(duì)所述硬掩膜層的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)使刻蝕后的所述硬掩膜層的側(cè)壁光滑，通過(guò)使所述硬掩膜層的側(cè)壁光滑來(lái)消除后續(xù)超級(jí)結(jié)深溝槽側(cè)壁的豎狀條紋；
[0009]對(duì)所述硬掩膜層的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)包括:通過(guò)將RF源功率設(shè)置為400W?800W降低所述硬掩膜層刻蝕速率并使刻蝕過(guò)程穩(wěn)定性和均勻性提高，通過(guò)將CHF3和CF4的氣體流量比大于4:1加強(qiáng)所述硬掩膜層刻蝕過(guò)程中的反應(yīng)物在所述硬掩膜層側(cè)壁的沉積效應(yīng)從而加強(qiáng)沉積物對(duì)所述硬掩膜層側(cè)壁的保護(hù)，結(jié)合刻蝕過(guò)程穩(wěn)定性和均勻性的提高以及刻蝕過(guò)程中的沉積物對(duì)所述硬掩膜層側(cè)壁的保護(hù)來(lái)改善所述硬掩膜層側(cè)壁表面的粗糙度。
[0010]步驟四、以刻蝕后的所述硬掩膜層為掩膜對(duì)所述超級(jí)結(jié)深溝槽的形成區(qū)域的硅進(jìn)行刻蝕形成超級(jí)結(jié)深溝槽。
[0011]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟三中所述硬掩膜層的刻蝕工藝的CHF 3氣體流量為30sccm ?50sccmo
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟四形成所述超級(jí)結(jié)深溝槽之后還包括步驟:
[0013]步驟五、去除所述硬掩膜層。
[0014]步驟六、在所述超級(jí)結(jié)深溝槽中填充P型硅。
[0015]進(jìn)一步的改進(jìn)是，步驟六中采用外延生長(zhǎng)工藝在所述超級(jí)結(jié)深溝槽中填充P型娃。
[0016]本發(fā)明通過(guò)對(duì)作為超級(jí)結(jié)深溝槽的掩膜的硬掩膜層的刻蝕進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得刻蝕后的硬掩膜層的側(cè)壁光滑，通過(guò)刻蝕后的硬掩膜層的側(cè)壁光滑來(lái)消除超級(jí)結(jié)深溝槽側(cè)壁的豎狀條紋，所以本發(fā)明能消除深溝槽的側(cè)壁豎狀條紋，從而能提高EPI填充單晶硅晶格的完整性，消除位錯(cuò)等缺陷，提高超級(jí)結(jié)器件的電學(xué)特性。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0018]圖1是現(xiàn)有方法形成的超級(jí)結(jié)深溝槽的側(cè)面圖照片；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例方法的流程圖；
[0020]圖3A-圖3E是本發(fā)明實(shí)施例方法各步驟中器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實(shí)施例方法形成的超級(jí)結(jié)深溝槽的側(cè)面圖照片。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法的流程圖；如圖3A至圖3E所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法各步驟中器件的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法包括如下步驟:
[0023]步驟一、如圖3A所示，在N型硅基片I上形成硬掩膜層2。所述硬掩膜層2為氧化娃層。
[0024]步驟二、如圖3A所示，在所述硬掩膜層2上旋涂光刻膠并進(jìn)行光刻形成有第一光刻膠圖形3，所述第一光刻膠圖形3定義出超級(jí)結(jié)深溝槽的形成區(qū)域。
[0025]步驟三、如圖3B所示，以所述第一光刻膠圖形3為掩膜對(duì)所述硬掩膜層2進(jìn)行刻蝕，刻蝕后所述硬掩膜層具有圖形結(jié)構(gòu)并標(biāo)記為2a ;之后去除所述第一光刻膠圖形3。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)所述硬掩膜層2的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)使刻蝕后的所述硬掩膜層2a的側(cè)壁光滑，通過(guò)使所述硬掩膜層2a的側(cè)壁光滑來(lái)消除后續(xù)超級(jí)結(jié)深溝槽4側(cè)壁的豎狀條紋；
[0027]對(duì)所述硬掩膜層2的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)包括:通過(guò)將RF源功率設(shè)置為400W?800W降低所述硬掩膜層2刻蝕速率并使刻蝕過(guò)程穩(wěn)定性和均勻性提高，通過(guò)將CHF3和CF4的氣體流量比大于4:1即采用CHF3占比較大的條件加強(qiáng)所述硬掩膜層2刻蝕過(guò)程中的反應(yīng)物在所述硬掩膜層2側(cè)壁的沉積效應(yīng)從而加強(qiáng)沉積物對(duì)所述硬掩膜層2側(cè)壁的保護(hù)，結(jié)合刻蝕過(guò)程穩(wěn)定性和均勻性的提高以及刻蝕過(guò)程中的沉積物對(duì)所述硬掩膜層2側(cè)壁的保護(hù)來(lái)改善所述硬掩膜層2側(cè)壁表面的粗糙度。
[0028]較佳為，所述硬掩膜層2的刻蝕工藝條件的CHF3氣體流量為30sccm?50sccm。
[0029]步驟四、如圖3C所示，以刻蝕后的所述硬掩膜層2a為掩膜對(duì)所述超級(jí)結(jié)深溝槽的形成區(qū)域的硅進(jìn)行刻蝕形成超級(jí)結(jié)深溝槽4。
[0030]步驟五、如圖3D所示，去除所述硬掩膜層2a。
[0031]步驟六、如圖3E所示，采用外延生長(zhǎng)工藝在所述超級(jí)結(jié)深溝槽4中填充P型硅5。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)作為超級(jí)結(jié)深溝槽的掩膜的硬掩膜層2的刻蝕進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得刻蝕后的硬掩膜層2a的側(cè)壁光滑，通過(guò)刻蝕后的硬掩膜層2a的側(cè)壁光滑來(lái)消除超級(jí)結(jié)深溝槽4的側(cè)壁的豎狀條紋，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例方法形成的超級(jí)結(jié)深溝槽的側(cè)面圖照片，可以看出在超級(jí)結(jié)深溝槽的側(cè)壁即虛線(xiàn)圈102所示區(qū)域不存在豎狀條紋。所以本發(fā)明實(shí)施例能消除深溝槽4的側(cè)壁豎狀條紋，從而能提高EPI填充單晶硅晶格的完整性，消除位錯(cuò)等缺陷，提高超級(jí)結(jié)器件的電學(xué)特性。
[0033]以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、在N型硅基片上形成由氧化硅層組成的硬掩膜層； 步驟二、在所述硬掩膜層上旋涂光刻膠并進(jìn)行光刻形成第一光刻膠圖形，所述第一光刻膠圖形定義出超級(jí)結(jié)深溝槽的形成區(qū)域； 步驟三、以所述第一光刻膠圖形為掩膜對(duì)所述硬掩膜層進(jìn)行刻蝕，去除所述第一光刻膠圖形；通過(guò)對(duì)所述硬掩膜層的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)使刻蝕后的所述硬掩膜層的側(cè)壁光滑，通過(guò)使所述硬掩膜層的側(cè)壁光滑來(lái)消除后續(xù)超級(jí)結(jié)深溝槽側(cè)壁的豎狀條紋； 對(duì)所述硬掩膜層的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)包括:通過(guò)將RF源功率設(shè)置為400W?800W降低所述硬掩膜層刻蝕速率并使刻蝕過(guò)程穩(wěn)定性和均勻性提高，通過(guò)將CHF3和CF4的氣體流量比大于4:1加強(qiáng)所述硬掩膜層刻蝕過(guò)程中的反應(yīng)物在所述硬掩膜層側(cè)壁的沉積效應(yīng)從而加強(qiáng)沉積物對(duì)所述硬掩膜層側(cè)壁的保護(hù)，結(jié)合刻蝕過(guò)程穩(wěn)定性和均勻性的提高以及刻蝕過(guò)程中的沉積物對(duì)所述硬掩膜層側(cè)壁的保護(hù)來(lái)改善所述硬掩膜層側(cè)壁表面的粗糙度； 步驟四、以刻蝕后的所述硬掩膜層為掩膜對(duì)所述超級(jí)結(jié)深溝槽的形成區(qū)域的硅進(jìn)行刻蝕形成超級(jí)結(jié)深溝槽。2.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法，其特征在于:步驟四形成所述超級(jí)結(jié)深溝槽之后還包括步驟: 步驟五、去除所述硬掩膜層； 步驟六、在所述超級(jí)結(jié)深溝槽中填充P型硅。3.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法，其特征在于:步驟六中采用外延生長(zhǎng)工藝在所述超級(jí)結(jié)深溝槽中填充P型硅。4.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法，其特征在于:步驟三中所述硬掩膜層的刻蝕工藝的CHF3氣體流量為30sccm?50sccm。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超級(jí)結(jié)深溝槽的制造方法，包括步驟：在N型硅基片上形成硬掩膜層；進(jìn)行光刻工藝定義出超級(jí)結(jié)深溝槽的形成區(qū)域；對(duì)硬掩膜層進(jìn)行刻蝕，去除所述第一光刻膠圖形，通過(guò)對(duì)硬掩膜層的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)使刻蝕后的硬掩膜層的側(cè)壁光滑從而消除后續(xù)超級(jí)結(jié)深溝槽側(cè)壁的豎狀條紋，對(duì)硬掩膜層的刻蝕工藝的調(diào)節(jié)結(jié)合了對(duì)RF源功率和CHF3和CF4的氣體流量比的設(shè)置來(lái)分別提高刻蝕過(guò)程穩(wěn)定性和均勻性的提高以及加強(qiáng)刻蝕過(guò)程中的沉積物來(lái)改善硬掩膜層側(cè)壁表面的粗糙度。本發(fā)明能消除深溝槽的側(cè)壁豎狀條紋，提高超級(jí)結(jié)器件的電學(xué)特性。
【IPC分類(lèi)】H01L29/06, H01L21/336, H01L29/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105161422
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510458145
【發(fā)明人】孫孝翔, 熊磊
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日