一种改善rfldmos深沟槽金属填充形貌的方法
【专利摘要】本发明提供一种改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,包括如下步骤:1)用光刻胶定义深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的尺寸宽度;其中深沟槽刻蚀阻挡层介质膜由氧化膜/氮氧化硅/氧化膜三层叠加而成;2)深沟槽刻蚀阻挡层介质膜刻蚀;3)去除光刻胶;4)淀积的氧化膜;在淀积氧化膜时,打开的深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的侧壁形成氧化膜层;5)进行氧化膜回刻,在介质膜侧壁形成氧化膜侧墙;6)深沟槽刻蚀,刻蚀深度为8~12μm;刻蚀时,在氧化膜侧墙下面各形成钻蚀;7)湿法腐蚀、清洗,并造成氧化膜侧墙的氧化膜损失;8)金属填充。本发明可以减弱钻蚀效应,改善深沟槽金属填充的形貌,降低器件的导通电阻,提升器件的性能。
【专利说明】
一种改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法
技术领域
[00011本发明涉及半导体集成电路工艺制造领域,特别涉及一种RFLDM0S中的深沟槽金 属填充的方法。
【背景技术】
[0002] 现有RFLDMOS(射频横向扩散金属-氧化物-半导体)工艺中,出于封装,散热性和器 件性能的考虑,要求N+源端连接到背面;现有的工艺,利用深沟槽钨塞(W-sinker)实现源端 与背面的连接,其过程如下:
[0003] 1)用光刻胶1定义打开深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2的尺寸宽度,该该尺寸宽度小于 深沟槽宽度;其中深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2由氧化膜22/氮氧化硅(SI0N)21/氧化膜22三 层叠加而成(如图1所示)。
[0004] 2)刻蚀深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2,即打开介质膜(如图2所示);
[0005] 3)去除光刻胶1(如图3所示);
[0006] 4)深沟槽6刻蚀,并在两侧的深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2下形成钻蚀(undercut), 形成深沟槽6(如图4所示);
[0007] 5)湿法腐蚀、清洗,在该过程中会损失部分深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2,由于氮氧 化硅(SI0N)21与氧化膜22的差异性所产生的湿法刻蚀选择比的原因,氮氧化硅(SI0N)21突 出(如图5所示);
[0008] 6)钨(Tungsten)填充7,形成缝隙8,缝隙宽度约为800~1500A (如图6所示),接触 电阻较大,器件性能变弱。
[0009] 由此可知,采用本工艺时,RFLDMOS深沟槽刻蚀时是用深沟槽刻蚀阻挡层介质膜做 阻档层,其中深沟槽刻蚀阻挡层介质膜是由氧化膜和氮氧化硅(SI0N)共同组成,由于其两 种材质的差异性所产生的湿法刻蚀选择比的原因,经过湿法腐蚀、清洗之后,氮氧化硅 (SI0N)突出,钻蚀效应明显,导致后续的深沟槽金属填充产生约800~丨500A的缝隙,从而 增加了深沟槽的导通电阻,对器件性能产生影响。
[0010] 为了降低RFLDMOS深沟槽金属填充导通电阻,提升器件性能,需要改善深沟槽金属 填充形貌。
【发明内容】
[0011]本发明提供了一种改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其可以改善金属填 充形貌,降低RFLDMOS深沟槽金属填充导通电阻,提升器件性能。
[0012] 本发明提供的一种改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其包括如下步骤:
[0013] 1)用光刻胶定义深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的尺寸宽度;其中深沟槽刻蚀阻挡层介 质膜由氧化膜/氮氧化硅/氧化膜三层叠加而成;
[0014] 优选地,所述尺寸宽度大于深沟槽宽度的值为-6〇(Κ2?〇Α:;
[0015] 2)深沟槽刻蚀阻挡层介质膜刻蚀;
[0016] 3)去除光刻胶;
[0017] 4)淀积氧化膜;在淀积氧化膜时,打开的深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的侧壁形成氧 化膜层;
[0018] 优选地,淀积的氧化膜的厚度为800~ΙΟΟΟΑ;
[0019] 优选地,打开的深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的侧壁形成氧化膜层的厚度为600~ 800 Λ ;
[0020] 5)进行氧化膜回刻,在深沟槽刻蚀阻挡层介质膜侧壁形成氧化膜侧墙;
[0021] 6)深沟槽刻蚀,刻蚀时,在氧化膜侧墙下面各形成钻蚀(undercut);
[0022] 优选地,刻蚀深度为8~12μηι;
[0023] 优选地,深沟槽洞穿Ρ型外延层,抵达Ρ型衬底;
[0024] 优选地,所述钻蚀为700~900A;
[0025] 7)湿法腐蚀、清洗,并造成氧化膜侧墙的氧化膜损失;由于氧化膜侧墙的损失,降 低了钻蚀效应;
[0026] 优选地,损失的氧化膜的量为600~800A;
[0027] 8)金属填充,由于钻蚀(undercut)的减弱,填充的形貌也会改善,即减小了填充带 来的缝隙,实现低阻值连接;
[0028]优选地,采用妈(Tungsten)填充。
[0029]本发明提供的一种改善RFLDM0S深沟槽金属填充形貌的方法;增加了一层氧化膜 做深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的侧墙,有效的避免了氮氧化硅(SI0N)突出的问题,减弱了钻 蚀效应,降低了钻蚀效应对金属填充的影响,解决了金属填充缝隙过大的问题,降低了器件 的导通电阻,提升了器件的性能。
【附图说明】
[0030] 图1:现有工艺的步骤1)示意图。
[0031] 图2:现有工艺的步骤2)示意图。
[0032]图3:现有工艺的步骤3)示意图。
[0033]图4:现有工艺的步骤4)示意图。
[0034]图5:现有工艺的步骤5)示意图。
[0035]图6:现有工艺的步骤6)示意图。
[0036]图7:本发明的方法的步骤1)示意图。
[0037]图8:本发明的方法的步骤2)示意图。
[0038]图9:本发明的方法的步骤3)示意图。
[0039]图10:本发明的方法的步骤4)示意图。
[0040] 图11:本发明的方法的步骤5)示意图。
[0041] 图12:本发明的方法的步骤6)的一种情形的示意图。
[0042] 图13:本发明的方法的步骤7)的一种情形的示意图。
[0043] 图14:本发明的方法的步骤8)的一种情形的示意图。
[0044] 图15:本发明的方法的步骤6)的另一种情形的示意图。
[0045] 图16:本发明的方法的步骤7)的另一种情形的示意图。
[0046]图17:本发明的方法的步骤8)的另一种情形的示意图。
[0047]图18:本发明的方法的步骤图。
[0048]说明书附图中所用到的符号的含义解释如下:
[0049] 1 光刻胶 2 深沟槽刻蚀阻挡层介质膜
[0050] 21 氮氧化硅(SI0N) 22 氧化膜
[0051] 3 氧化膜 31 氧化膜侧墙
[0052] 311 残留的氧化膜侧墙 4 P型外延层
[0053] 5 P型衬底 6 深沟槽
[0054] 7 金属填充 8 缝隙
【具体实施方式】
[0055] 为使审查员更好的理解本发明的原理、方法和内容,现以【具体实施方式】的形式对 本发明进行进一步的解释。如下实施例仅仅是本发明的优选实施例而已,其不应视为对本 发明的权利要求和实施范围的限制。
[0056] 实施例一、
[0057]本发明提供的一种改善RFLDM0S深沟槽金属填充形貌的方法,其包括如下步骤: [0058] 1)用光刻胶1定义深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2的尺寸宽度,宽度基本等于深沟槽宽 度;其中深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2由氧化膜22/氮氧化硅(SI0N)21/氧化膜22三层叠加而 成(如图7所示);
[0059] 2)深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2刻蚀,即打开介质膜(如图8所示);
[0060] 3)去除光刻胶1(如图9所示);
[0061] 4)淀积1〇〇〇人的氧化膜3,此时介质膜侧壁的氧化膜厚度为750~800A (如图10所 示);
[0062] 5)进行氧化膜3回刻,在深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2侧壁形成氧化膜侧墙31(如图 11所示);
[0063] 6)深沟槽6刻蚀,刻蚀深度为ΙΟμπι,同时损失2700~3300A的沟槽刻蚀阻挡层介质 膜2,并且在两侧的氧化膜侧墙31下面各形成约750~800Α的钻蚀(如图12所示);
[0064] 7)湿法腐蚀、清洗,在金属填充之前会经过湿法腐蚀和清洗,使氧化膜侧墙31损失 氧化膜为7:50~8:00Α,这样就有效的减弱了深沟槽刻蚀带来的钻蚀(under cut)效应(如图13 所示);
[0065] 8)妈(Tungsten)填充7,由于钻蚀(undercut)的减弱,填充的形貌也会改善,即减 小了填充带来的缝隙,实现低阻值连接(如图12所示)。
[0066] 实施例二、
[0067]本发明提供的一种改善RFLDM0S深沟槽金属填充形貌的方法,其包括如下步骤: [0068] 1)用光刻胶1定义深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2的尺寸宽度,宽度需大于深沟槽宽度 200A;其中深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2由氧化膜22/氮氧化硅(SI0N)21/氧化膜22三层叠加 而成;
[0069] 2)深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2刻蚀,即打开介质膜;
[0070] 3)去除光刻胶1;
[0071 ] 4)淀积lOOOA的氧化膜3,此时介质膜侧壁的氧化膜厚度为750~800A;
[0072] 5)进行氧化膜3回刻,在深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2侧壁形成氧化膜侧墙31;
[0073] 6)深沟槽刻蚀,刻蚀深度为8μπι,同时损失2400~2700A的深沟槽刻蚀阻挡层介质 膜2,并且在两侧的氧化膜侧墙31下面各形成约700~750Α的钻蚀(如图15所示);
[0074] 7)湿法腐蚀、清洗,在金属填充之前会经过湿法腐蚀和清洗,使氧化膜侧墙31损失 氧化膜为700~750Α,并产生残留的氧化膜侧墙311,这样就有效的减弱了深沟槽刻蚀带来 的钻蚀(undercut)效应(如图16所示);
[0075] 8)妈(Tungsten)填充7,由于钻蚀(undercut)的减弱,填充的形貌也会改善,即减 小了填充带来的缝隙,实现低阻值连接(如图17所示);
[0076] 实施例三、
[0077] 1)用光刻胶1定义深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2的尺寸宽度,宽度小于深沟槽宽度 500A::其中深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2由氧化膜22/氮氧化硅(SI0N)21/氧化膜22三层叠加 而成;
[0078] 2)深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2刻蚀,即打开介质膜;
[0079] 3)去除光刻胶1;
[0080] 4)淀积800A的氧化膜3,此时深沟槽刻蚀阻挡层介质膜2侧壁的氧化膜厚度为 60.0 ~65.0A;.
[0081] 5)进行氧化膜3回刻,在介质膜侧壁形成氧化膜侧墙31;
[0082] 6)深沟槽6刻蚀,刻蚀深度为约12μπι,同时损火3300~3600A的深沟槽刻蚀阻挡层 介质膜2,并且在两侧的氧化膜侧墙31下面各形成850~900Α的钻蚀(undercut);
[0083] 7)湿法腐蚀、清洗,在金属填充之前会经过湿法腐蚀和清洗,这步会使氧化膜侧墙 31损失氧化膜为600、.650A,这样就有效的减弱了深沟槽刻蚀带来的钻蚀(undercut)效应; [0084] 8)金属填充,由于钻蚀(undercut)的减弱,填充的形貌也会改善,即减小了填充带 来的缝隙,实现低阻值连接;
[0085]本发明提供的一种改善RFLDM0S深沟槽金属填充形貌的方法;增加了一层氧化膜 做深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的侧墙,有效的避免了氮氧化硅(SI0N)突出的问题,减弱了钻 蚀效应,降低了钻蚀效应对金属填充的影响,解决了金属填充缝隙过大的问题,降低了器件 的导通电阻,提升了器件的性能。
【主权项】
1. 一种改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,包括如下步骤: 1) 用光刻胶定义深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的尺寸宽度;其中深沟槽刻蚀阻挡层介质膜 由氧化膜/氮氧化硅/氧化膜三层叠加而成; 2) 深沟槽刻蚀阻挡层介质膜刻蚀; 3) 去除光刻胶; 4) 淀积氧化膜;在淀积氧化膜时,打开的深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的侧壁形成氧化膜 层; 5) 进行氧化膜回刻,在深沟槽刻蚀阻挡层介质膜侧壁形成氧化膜侧墙; 6) 深沟槽刻蚀,刻蚀时,在氧化膜侧墙下面各形成钻蚀; 7) 湿法腐蚀、清洗,并造成氧化膜侧墙的氧化膜损失; 8) 金属填充。2. 如权利要求1所述的改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,在步骤 4)中,淀积的氧化膜的厚度为800~1000 A。3. 如权利要求3所述的改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,在步骤 4)中,打开的深沟槽刻蚀阻挡层介质膜的侧壁形成氧化膜层的厚度为60(V800A。4. 如权利要求1所述的改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,在步骤 6)中,刻蚀深度为8~12μηι。5. 如权利要求1所述的改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,在步骤 6)中,深沟槽洞穿P型外延层,抵达P型衬底。6. 如权利要求5所述的改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,在步骤 6) 中,所述钻蚀为700~900A。:7. 如权利要求1所述的改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,在步骤 7) 中,损失的氧化膜的量为600…800A.8. 如权利要求1所述的改善RFLDMOS深沟槽金属填充形貌的方法,其特征在于,在步骤 8) 中,采用钨填充。
【文档编号】H01L21/768GK106024703SQ201610330429
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】王春, 季伟, 周正良
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司