破坏。
[0022]在形成台阶8之后，将第一光刻胶6除去，如图3所示。通常，可以选择适当的曝光方式将第一光刻胶6完全除去，这是本领域的技术人员所熟知的，这里不再赘述。
[0023]步骤三:向硅衬底I的经步骤二处理后的表面上涂覆保护层10。如图4所示，保护层10不但将沟槽3全部填满，而且完全覆盖了环绕区5。在一个实施例中，保护层10是第二光刻胶。
[0024]步骤四:将环绕区5和台阶8上的保护层除去，并且除去沟槽3内的部分的保护层，直到沟槽3内的保护层10的表面11与沟槽3的顶角7之间为第二预定距离L2。如图5所示。
[0025]在一个实施例中，以氧气作用蚀刻气体的等离子蚀刻的方式除去保护层10。这样，在除去保护层10的过程中，可以根据沟槽3内保护层10的剩余量而随时停止蚀刻，这就避免了将沟槽3内的保护层10全部除去的风险，而且能控制第二预定距离L2的长度。在一个优选的实施例中，第一预定距离LI与第二预定距离L2为相等。
[0026]另外，使用氧气蚀刻第二光刻胶(即，保护层10)时，掩膜2(或环绕区5)会阻止氧渗入到硅衬底I内，并且台阶8处裸露的硅会与氧反应生成二氧化硅膜层而会防止氧向硅衬底I的内部深渗入，这样可以使硅衬底I在整体上不受到损坏。
[0027]在一个优选的实施例中，氧气(g卩，蚀刻气体)中还包含有含量为爆炸范围之外的氢气。更优选地，还包含有氮气。在蚀刻过程中，氢气会与氧气反应并放热，这有助提高蚀刻速度。对于蚀刻而言，氮气是惰性气体，通过蚀刻气体中氮气的含量，能够方便地控制蚀刻速度。由此，通过协同控制蚀刻气体中氢气和氮气的含量，能够方便地实现在不同的时刻具有不同的蚀刻速度，以适应不同的需要。
[0028]步骤五:在保护层10和蚀刻后的环绕区5的保护下，将台阶8蚀刻为圆滑的边缘13。如图6所示。
[0029]在一个实施例中，可以通过等离子蚀刻将台阶8蚀刻成圆滑的边缘13，所使用的蚀刻气体为CHF3、0?4与Ar的气体混合物，其中CHF 3的物质的量与CF 4的物质的量之比为(3-7):3，CHF3的物质的量与Ar的物质的量之比为5: (12-24)。优选地，对于二氧化硅层为掩膜2时，掩膜2的厚度大于第一预定距离LI或第二预定距离L2 ο在一个实施例中，掩膜2的厚度为0.03 μ m-0.02 μ m，第一预定距离LI为0.003 μ m-0.015 μ m。这样，即使蚀刻气体可以蚀刻掩膜2，但是由于掩膜2的厚度大于第一预定距离LI，因此在将台阶8蚀刻成圆滑的边缘时，掩膜2仍然存在，从而在蚀刻台阶8的整个过程中都对硅衬底I起到保护作用，甚至即使台阶8被蚀刻成圆滑的边缘之后，掩膜2仍然存在。对于氮化硅层为掩膜2时，由于(:册3、0?4与Ar的气体混合物对氮化硅的蚀刻速度远小于对硅的蚀刻速度，因此氮化硅层可以更有效地保护硅衬底I。
[0030]优选地，最后将沟槽3内的保护层10完全除去，以方便进行后续工艺，如图7所不O
[0031]虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对各个步骤进行各种改进，或将各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
【主权项】
1.一种沟槽栅蚀刻方法，包括: 步骤一:在硅衬底的表面上形成掩膜，穿过所述掩膜朝向硅衬底的内部蚀刻成沟槽，所述掩膜的与所述沟槽的侧壁相邻的区域形成环绕区， 步骤二:垂直于所述沟槽的侧壁蚀刻所述环绕区，在蚀刻后的环绕区的边缘和所述沟槽的顶角之间形成第一预定距离的台阶， 步骤三:向所述硅衬底的经步骤二处理后的表面上涂覆保护层， 步骤四:除去所述环绕区和台阶上的保护层，并且除去所述沟槽内的部分的保护层，直到沟槽内的保护层的表面与所述沟槽的顶角之间为第二预定距离， 步骤五:在所述保护层和所述蚀刻后的环绕区的保护下，将所述台阶蚀刻为圆滑的边缘。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，在所述环绕区上还设置有第一光刻胶。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，以湿法腐蚀来蚀刻所述环绕区；在形成所述台阶后，除去所述第一光刻胶。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述掩膜为氮化硅层或二氧化硅层；对于氮化硅层为掩膜时，所述湿法腐蚀使用的腐蚀液为磷酸；对于二氧化硅层为掩膜时，所述湿法腐蚀使用的腐蚀液为氢氟酸的水溶液。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，所使用的保护层为第二光刻胶。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，除去所述第二光刻胶的方式为等离子蚀刻，所使用的蚀刻气体为氧气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述蚀刻气体还包含有氮气和在爆炸范围之外的氢气。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤五中，以等离子蚀刻将所述台阶蚀刻成圆滑的边缘，所述等离子蚀刻使用的蚀刻气体为CHF3、0匕与Ar的气体混合物，其中CHF3的物质的量与CF4的物质的量之比为(3-7):3，CHF3的物质的量与Ar的物质的量之比为 5: (12-24)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一预定距离与所述第二预定距离相等。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述掩膜为二氧化硅层时，所述掩膜的厚度大于所述第一预定距离或第二预定距离。
【专利摘要】本发明涉及一种沟槽栅蚀刻方法，包括：步骤一：在硅衬底的表面上形成掩膜，穿过掩膜朝向硅衬底的内部蚀刻成沟槽，掩膜的与沟槽的侧壁相邻的区域形成环绕区，步骤二：垂直于沟槽的侧壁而蚀刻环绕区，在蚀刻后的环绕区的边缘和沟槽的顶角之间形成第一预定距离的台阶，步骤三：向硅衬底的经步骤二处理后的表面上涂覆保护层，步骤四：除去环绕区和台阶上的保护层，并且除去沟槽内的部分的保护层，直到沟槽内的保护层的表面与沟槽的顶角为第二预定距离，步骤五：在保护层和蚀刻后的环绕区的保护下，将台阶蚀刻为圆滑的边缘。根据本发明的方法，形成沟槽后向沟槽内填充了保护层。在对顶角进行圆化处理时，能够防止沟槽壁被破坏。
【IPC分类】H01L21-28
【公开号】CN104658902
【申请号】CN201510043716
【发明人】文高, 杨鑫著, 肖强, 蒋明明, 易鹏程
【申请人】株洲南车时代电气股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月28日