一种提高沟槽型vdmos器件栅氧化层击穿电压的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半导体制造技术领域，具体涉及一种提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层 击穿电压的方法。
【背景技术】
[0002] 对于沟槽型VDMOS器件而言，栅氧化层的击穿电压是非常重要的性能参数。如果 栅氧化层的击穿电压偏低，将会导致栅源间漏电（IGSS)失效比例增大，严重时甚至会导致 整个器件报废。
[0003] 沟槽型VDMOS器件在其初始环区的制作工艺中，通常需要进行离子注入以及刻蚀 等操作，其中刻蚀工艺包括湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀通常将刻蚀材料浸泡在腐蚀液 内进行腐蚀，其具有良好的选择性和各向同性，横向刻蚀的宽度都接近于垂直刻蚀的深度， 然而其在相邻环间距较小的情况下并不适用；干法刻蚀利用等离子体进行刻蚀，其具有良 好的各向异性，但无法进行选择性刻蚀，为了保证将初始氧化层刻蚀干净，通常在干法刻蚀 时会进行过刻。
[0004] 初始环区制作工艺过程中的这些操作极易对硅衬底的外延层表面造成损伤，从而 导致在损伤部位生长出的栅氧化层的质量下降，击穿电压变低，最终导致器件IGSS失效。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，该方法能够有 效保护栅氧化层下方的外延层表面免受刻蚀和注入等工艺造成的损伤，显著提高在硅衬底 的外延层表面生长的栅氧化层的击穿电压，从而保证了器件栅氧化层的质量，并有效改善 IGSS失效比例。
[0006] 本发明提供的一种提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，包括如下步 骤：
[0007] 提供具有外延层的娃衬底；
[0008] 在所述硅衬底的外延层上形成初始氧化层；
[0009] 光刻、刻蚀，在所述初始氧化层上形成有源区图形；
[0010] 注入离子，在所述有源区图形下方的外延层内部形成有源区；
[0011] 光刻，并依次进行湿法刻蚀和干法刻蚀，在所述初始氧化层上形成环区图形和栅 极图形，在所述环区图形和所述栅极图形上方残留有初始氧化层；
[0012] 注入离子，在所述环区图形下方的外延层内部形成环区；
[0013] 在所述栅极图形上方形成栅极。
[0014] 根据本发明提供的提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，在所述硅衬 底的外延层上所形成的初始氧化层的厚度为8000~12000A。
[0015] 根据本发明提供的提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，在所述环区 图形和栅极图形上方残留的初始氧化层的厚度为200~300A，优选为250A。在所述环区 图形和栅极图形上方残留的初始氧化层的厚度若太大，则会影响后续的环区注入；而残留 的初始氧化层的厚度若太小，则不利于对栅极图形下方的外延层形成保护，进而无法保障 在外延层表面所生长的栅氧化层的质量。
[0016] 根据本发明提供的提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，所述湿法刻 蚀所刻蚀掉的初始氧化层的厚度为5000~7000A。
[0017] 根据本发明提供的提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，在所述栅极 图形上方形成栅极具体包括：在所述栅极图形上方残留的初始氧化层上形成栅氧化层，并 在所述栅氧化层上形成多晶硅层。
[0018] 根据本发明提供的提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，所述栅氧化 层的厚度为500~2000A。
[0019] 根据本发明提供的提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，所述多晶硅 层的厚度为6000~丨OOOOA。
[0020] 本发明提供的提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法能够有效保护栅 氧化层下方的外延层表面免受刻蚀和注入等工艺造成的损伤，从而显著提高硅衬底外延层 表面生长的栅氧化层的击穿电压，进行保证了栅氧化层的质量并有效改善了 IGSS失效比 例。
【附图说明】
[0021] 图1为实施例1的形成有初始氧化层的硅衬底的剖面结构示意图；
[0022] 图2为实施例1的有源区形成过程的剖面结构示意图；
[0023] 图3为实施例1的形成有有源区的娃衬底的俯视结构不意图；
[0024] 图4为实施例1的环区形成过程的剖面结构示意图；
[0025] 图5为实施例1的形成有环区和栅极的硅衬底的俯视结构示意图；
[0026] 图6为对照例1的环区形成过程的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图和实施 例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明 一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] 实施例1
[0029] 本发明的一种提高沟槽型VDMOS器件栅氧化层击穿电压的方法，可以包括如下步 骤：
[0030] 步骤1、提供具有外延层的娃衬底；
[0031] 具体如图1所示，所述具有外延层的硅衬底可以是本领域常规的外延片，也可以 采用本领域常规的方法在硅衬底1上生长出外延层2 ;在本实施例中，可以在N+硅衬底1的 一侧表面上形成N型外延层2。
[0032] 步骤2、在所述硅衬底的外延层上形成初始氧化层；
[0033] 具体地，可以采用湿法氧化在所述硅衬底1的外延层2上形成厚度为 8000~12000A的初始氧化层3 ;在本实施例中，所形成的初始氧化层3的厚度可以为 10000A,湿法氧化的温度可以为95〇°C。
[0034] 步骤3、光刻、刻蚀，在所述初始氧化层上形成有源区图形；
[0035] 具体如图2所示，可以通过在所述初始氧化层3上旋涂光刻胶，通过掩膜版进行曝 光后显影，形成具有有源区图形的光刻胶层（图中未示出），然后以该光刻胶层作为掩膜进 行刻蚀，从而在所述初始氧化层3上形成有源区图形；在本实施例中，可以采用湿法刻蚀形 成有源区图形，例如可以氢氟酸（BOE)进行所述湿法刻蚀。
[0036] 步骤4、注入离子，在所述有源区图形下方的外延层内部形成有源区；
[0037] 具体地，可以采用本领域常规方法进行离子注入（图2箭头所示)，使离子通过所述 有源区图形进入到其下方的外延层2中，经热驱入后，在有源区图形下方的外延层2内部形 成有源区4 (如图3所示)。
[0038] 步骤5、光刻，并依次进行湿法刻蚀和干法刻蚀，在所述初始氧化层上形成环区图