用于制造半导体器件的方法以及外延生长装置的制作方法

专利名称：用于制造半导体器件的方法以及外延生长装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造半导 件的方法以形卜延生"^置。
背景技术：
与现有的M0S晶体管相比，超结结构(super junction structure) 的M0S晶体管(SJ-M0S晶体管)公知为用于实现低导通电阻的元件(例如， 在JP-A-H09-266311中公开了)。这种SJ-M0S晶体1^寺征在于在漂移层区 域中的重复pn列(column)结构。提出了多种方法以形成该pn列。在这 些方法中，在衬底中形^^勾槽之后M: LP~CVD夕卜延生长沟槽内部的方法公 知为肯嫩使深度方向上浓度分布均匀的方法。
在寸顿通常的LP"CVD的沟槽填充中，与底部相比，在开口部分中的生
顿度大。因此，M;阻挡开口部分容易在沟槽中形成孔隙。可以i!31同
时流动麟系气体和蚀刻气体来限制沟槽开口部分被预先阻挡(例如，在 JP-A-2004-273742中公开了)。
然而，在沟槽填砂卜虹2^后形成由沟槽弓胞的台阶差。因此，必 须进行用于平坦化的外延生长并进行跳
而且，关于 3±沟槽±真砂卜延生长形成p/n列结构中在卣化物气体 气氛中蚀刻的沟槽，提出了M舰蚀亥忾体和硅烷系气体的混合生长系 统可以防止沟槽的开口部分 早阻挡。
由此，可舰蚀刻气体的作用抑制沟槽开口部分的阻挡，但是引起生 长速度降低。因此，需要一种用于提高生长速度而不依赖于抑制，沟槽 开口部分的阻挡的技术。

发明内容
鉴于战问题，本公开内容的目的是Jii共一种用于制造半导條件的
方法。本公开内容的另一目的是ji^卜延生^a。
根据本公开内容的第一方面，用于制造半导皿件的方^a括以下步
骤在硅衬底的主表面上形成沟槽；通过使用硅源气体和卤化物气体的混 合气^硅衬底的主表面上和沟槽中形，一外延膜，从而用第一外延膜 填充该沟槽；以M3l使用另一工艺割牛在第一外延膜上形，二外延膜。 形i^一外延膜的步骤具有以第一生长皿在硅衬底的主表面上生长第一 外延膜的第一工艺条件。形成第二外延膜的步骤具有以第二生长，在硅 衬底的主表面上生长第二外延膜的第二工艺条件。第二外延膜的第二生长 皿比第一外，的第一生^ES大。
^J^方法中，由于齒化物气体用于形，一外延膜，因此在沟槽中 的第一外延膜基本不具有孔隙。而且，由于第二外延膜的第二生^3M比 第一外延膜的第一生^g大，因此改善了器件的完全生产时间、即制造 时间。因此，简单地平坦化器件的表面。
根据本公开内容的第二方面，审隨半导，件的方^括以下步骤 在硅衬底的主表面上形淑勾槽；和313^顿硅源气体和卣化物气体的混合 气M沟槽中形成外延膜，从而用夕卜延膜填充该沟槽。在形戯卜延膜的步 骤中，不在硅衬底的主表面上形戯卜延膜，并且当沟槽中的外延膜的顶表 面和硅衬底的主表面在同一平面上时完^，卜 的步骤。
^J^方法中，由于将卣化物气体用于形戯卜延膜，因此在沟槽中的
外延膜基:^具有孔隙。而且，简单地平坦化器件的表面。
根据本公开内容的第三方面，制造半导体器件的方B括以下步骤
在硅衬底的主表面上形成用于沟槽的掩模；M穿过该掩模的开口嫩艇 衬底的主表面在硅衬底主表面上形成沟槽；舰j柳硅源气体和卣化物气 体的混^体在具有掩模的硅衬底的沟槽中形成外延膜，从而用外延膜填 充该沟槽；并且在形成外延膜的步il^后移除该掩模。在形成外延膜的步 骤中，不在掩模上形成外延膜，且当沟槽中的夕卜延膜顶表面和硅衬底的主 表面在同一平面上时^^，卜延膜的步骤。
在上述方法中，由于将卤化物气体用于形成外延膜，因此在沟槽中的 外延膜基林具有孔隙。而且，简单地平坦化器件的表面。
根据本公开内容的第四方面，用于审隨半导條件的方纟跑括以下步 骤在硅衬底的主表面上形鹏于沟槽的掩模；M穿鹏模开口嫩蝤 衬底的主表面在硅衬底的主表面上形成沟槽；M3K顿硅源气体和卤化物 气体的混合气体在具有掩模的硅衬底沟槽中形戯卜延膜，从而用外延膜±真 充沟槽，其中外延膜不形成在掩模上，且当沟槽中外延膜的顶表面比硅衬 底的主表面高时，完成形成外延膜的步骤；舰舰掩模作为抛光停ltM 来抛光硅衬底主表面侧上的外延膜表面，从而使硅衬底的主表面侧变平；
并在抛形卜延膜表面的步mt后去除i^t模。
在上述方法中，由于将卣化物气体用于形戯卜延膜，因此在沟槽中的 外延膜基本不具有孔隙。而且，简单地平坦化器件的表面。
根据本公开内容的第五方面，用于制造半导，件的方^^括以下步 骤在硅衬底的主表面上形細于沟槽的掩模；M31穿纖模开口嫩赔 衬底的主表面在硅衬底主表面上形成沟槽；舰鹏硅源气体和卣化物气 体的混^,掩模上和沟槽中形戯卜延膜，从而用外延膜填充沟槽；通 过j顿掩膜作为抛光停腿来抛光在硅衬底的主表面侧上的夕卜延膜表面， 从而平坦化硅衬底的主表面侧；并且在抛光外延膜表面的步后去除该 掩模°
在，方法中，由于劍七物气体用于形戯卜延膜，因此在沟槽中的该 外延膜基本上不具有孔隙。而且，简单地平坦化器件的表面。
1t据本公开内容的第六方面，外延生^S包括 一个室；设置在该 室中并固定硅衬底的卡盘，其中硅衬底具有主表面，其上设置了沟槽；用 于控制硅源气体的气体、舰的第一气流控制器，其中将硅源气体弓l入到室 中，以便在硅衬底上形成外延膜；用于控制卤化物源气体的气体^I的第 二气流控制器，其中将卤化物气体引入到室中；用于控制室中工艺、鹏的 温度控制器；用于控制在室中的工艺压力的压力控制器；用于监控室中硅 衬底上外延膜表面離的高温计；用于基于高温计的输出信号控制第^ 流控制器、第二气流控制器、驗控制器和压力控审幡中至少一个的主控 制器。主控制器切,源气体的气#^皿、卤化物源气体的气体^il、工 艺t显度和工艺压力中的至少一个，以便当在预定监控表面温度下高温计的 输出信号变得基本恒定B赠力口外延膜的生^M。
通逝顿上^fi，在沟槽中形戯卜延膜而基杯具有孔隙。而且， 简单地平坦化器件的表面。
根据本公开内容的第七方面，用于制造半导^l件的方^^括以下步 骤在第一导电类型的硅衬底上形麟一导电类型的第一外延膜；在第一 夕卜延膜中形成多个沟槽，其中在相邻的两个沟槽之间的第一外延膜具有比 沟槽宽度大的宽度；在第一外延膜上和沟槽中形成第二导电类型的第二外 延膜，从而用第二外延膜填充沟槽，其中第二外延膜具有比第一外延膜高 的杂质浓度。形成第二外延膜的步骤包括最终步骤，该步骤中将^^l气体 和卣化物气体的混^体用于形，二外，。
在战方法中，細第二外延mt真充沟槽之前没有用第二外MH覆盖
沟槽开口。而且，由于在相邻的两个沟槽之间的第一外延膜具有比沟槽宽
度大的宽度，因此增加了第二外延膜的生^ai度。


根据参考附图作出的以下的详细描述中，本发明的上述和其它目的、 特征和优点将变得更加显而易见。在附图中
图1是示出垂1M沟槽栅M0SFET的截面图2A至2C是说明用于制造图1中示出的M0SFET的方法的截面图3A至3C是说明用于制造图1中示出的M0SFET的方法的截面图4是示出外延生^a的示意图5是示出工艺^Jt和生长率比率之间关系的曲线图6是示出M0SFET审iJitX艺的时序图7A是示出晶片的平面图，而图7B是示出图7A中示出的晶片的截面
图8A是示出另一晶片的平面图，而图8B是示出图8A中示出的晶片的 截面图9是说明在外延生紅艺中原子移动的截面图10是示出考虑到在纵横比为5的情况下HC1标准箭速和外，生长
之间的关系，衫卜延膜中存在跡存在孔隙的图11是示出考虑到在纵横比为15的情况下HC1标准涼速和外延膜生
^i!^之间的^^，砂卜延膜中存在跡存在 L隙的图12是示出考虑到在纵横比为25的情况下HC1标准^3I和外，生
^g之间的l^^，在外延膜中存在跡存在孔隙的图13是示出M0SFET制itX艺的另一时序图14是示出M0SFET制itX艺的又一时序图15A和15B是说明夕卜延生紅艺的截面图16A至16E是说明制造MOSFET的另一方法的截面图17是示出图16A至16E中示出的M0SFET的制3tX艺的时序图18A至18F是说明制造MOSFET的又一方法的截面图19是在图18A至18F中示出的M0SFET制造工艺的时序图20A至20F是i兑明制造M0SFET的又一方法的截面图21是示出图20A至20F中示出的M0SFET的制造工艺的时序图22A至22E是说明制造MOSFET的又一方法的截面图23A至23E是说明制造MOSFET的又一方纟去的截面图； 图24A至24F是作为对比，说明MOSFET制造方法的截面图； 图25是示出在图24A至24F中示出的M0SFET的带腊工艺的时序图； 图26是示出另一垂M沟槽栅MOSFET的截面图； 图27是示出图26中示出的M0SFET的局部放大截面图； 图28A至28D是说明图26中示出的M0SFET的制造方法的截面图； 图29A至29D是说明图26中示出的M0SFET的制造方法的截面图； 图30A至30C是说明图26中示出的M0SFET的制造方法的半导術寸底 的截面图31A和3B是示出沟槽不同皿的截面图32A是示出衬底的截面图，而图32B是示出工艺时间和生长厚度之 间关系的曲线图；以及
图33A至33C是示出沟槽中外延膜的截面图。
(第一鄉例)
接下来将根据

体现本发明的第一实施例。
图1示出了在该实施模式中的纵向型沟槽栅MOSFET的截面图。 在图1中，在n难衬底l上形成作为漏区的夕卜，2，且在傲卜延膜2 上形戯卜延膜3。在下侦啲外延膜2中将沟槽4體成平行。沟槽4穿掛卜 延膜2并到达n+硅衬底l。外延膜5被i統在沟槽4中。在沟槽4中的外延 膜5的导电类型是p型，且沟槽4的横向区域6的导电类型为n型。由此， p型区5和n型区6交替CT在横向方向上。由此，形成了其中MOSFET的 漂移层具有p/n列结构的0fi胃的超结结构。
在上侧的J^卜ME3中，在其表面层部分中形成p层7。砂卜延膜3 中将用于栅极的沟槽8 ，成平行，并至U砂卜，2。在沟槽8的内面上形 氧，9。多晶硅栅电极10被^S在栅氧化物膜9的内部方向上。n+ 源区11形成于在外 3的上面上与沟槽8邻接部分中的表面层部分中。 而且，P源^M区12形成于P激卜延膜3的上表面上的表面层部分中。
未示出的漏电极形成于n+硅衬底1的下表面上，并电连接到n+硅衬底1。 而且，未示出的源电极形成于外延膜3的上表面上，并^^接到n+源区11 和P+源接触区12。
在其中将源电压设置成地电势和将漏电压设置成正电势的情况下，通 过施加预定正％]5作为栅电势来开启晶体管。当晶体管开启时，在与p层7 中的栅氧ttJl 9相邻的部分中形成反型层(inverting layer)。电子穿过 这个反觀在源和漏之间的流动(从n+源区11 、 p层7、 n型区6至n难衬 底1)。在反向偏置施加时间(在其中将源电压设置成地电势和将漏电压设 置成正电势盼瞎况下)，耗尽层从p型区5和n型区6的pn结部分扩展。p 型区5和n型区6耗尽，且获得了高击穿电压。
接下来，M利用图2A至2C和3A至3C来说明这个实施伊讨M中纵 向型沟槽栅MOSFET的制造方法。
首先，将说明用在该制itX艺中的夕卜延生长设备。图4歡卜延生长设 备的示意性结构图。
图4中，用于卡住衬底(晶片)32的底座31设置在室30中。在衬底 (晶片)32中，沟槽形成于主表面上。硅衬底(晶片)32可由灯33加热。 排气泵34连接到室30。可以)lt^源气懒I] SiH￡l2 (二氯碌烷DCS)等、 卤化物气附n氯化氢气体(HC1)等和氢气弓l入到室30中。而且，设置了 》鹏计35，且可3I31该離计35 5^见测衫卜延生长时间的外繊表面。即， 可监控在固定到室30中的卡皿座31上的硅衬底32中砂卜^J^成时间 的表面温度。可M31作为第"^M0I调整装置的阀门36a来调^i共到 室30中用于外延生长的硅源气体的 。可M31作为第二气^WI调整装 置的阀门36b来调 ^卜延生长时间鹏到室30中的卣化m体的臓。 氢气的 皿可逝i阀门36c来调整。在室30中的生长，可3M:作为, 调整驢的MM^制器37 il31灯33来调整。錢30中的生长压力可舰
作为生长压力调整装置的泵34来调整。温度计35、阀门36a、 36b和36c、 ^it控制器37和排气泵34连接到作为开关，的控制器38。来自g计 35的信号输入到控制器38，腿制器38控制阀门36a、 36b、 36c、 i^^控 制器37和扫汽泵34的操作。
图6示出了当M顿图4的夕卜延生"i^a进行外延生长的时序图。
图6示出了砂卜延生紅艺中生^iM (在硅衬底主表面上的鹏、生长 、卤化物气体M、硅源气1*^1、生长压力、氢气箭JI和^计输 出的改变。
首先，如图2A中戶标，制备n+硅衬底1 ，并在该n+硅衬底1上形成n ,卜5il莫2。而且，对外延膜2的上表面进行平坦化。
随后，如图2B中戶标，M^OT掩t，n型外延膜2进行j顿碱性各 向异性嫩啵(KOH、 T画等)的各向异性蚀刻(RIE)或湿 挪ij，并形 成到达硅衬底1的沟槽4。由此，在由n难衬底1和外鄉2构成的硅衬底 的主表面2a上形j^勾槽4。例如，沟槽4大约具有0.8um的宽度和13um 的深度。
，参考所使用的衬底。如图7A和7B中所示，将Si (110)衬底用 作单晶衬底，且鹏在该Si (110)衬底上形成有外延膜40的结构。由此， 沟槽底面是(110)面，而(111)面被包括在沟槽41的侧面上。舰1顿 这种取向，妇顿LP"CVD的沟槽±真砂卜延中±真充微变得最优异，且可进 行无孔隙的沟槽填充外延生长和提高生产量。而且，以这种方式设置Si
(100)衬底和(111)取向的沟槽，可以对沟槽鹏誦、KOH等的湿法 处理。因此，对于4顿干^ 啲情况可^>沟槽面的损伤。
另外，如图8A和8B中戶标，将Si (IOO)衬翩作单晶衬底，荆顿 在该Si (100)衬底上形成有外鹏50的结构。由此，沟槽底面为(100) 面，并且(100)面被包括在沟槽51的侧面上。在器件特性方面最优异的
(100)取向沟槽是Si (100)，并Mai将p/n列的沟槽侧面的取向设置为
si (ioo)使得所有的取向都变为si (ioo)。由此，^ia行沟槽填舒卜延生 长中，在沟槽中去除了取向的,性。
如图2c中所示，然后将外延膜20形，包括沟槽4的内部的外延膜2 上(主表面2a上)，且沟槽4的内部被激卜延膜20填充。此时，在图6中， 在tl时间开始生长。具体地，升高室内的温度，并流动所需量的卣化m 体，且流动所需量的硅源气体。而且，将压力斷CT境设置为室内的膜形 腿力，并4趨气流动。例如，将Si恥l2 (二氯麟DCS)用作硅源气体， 并且将混合有氯化氢(HC1)的气体用作卣化物气体，i!3i低压外延生长来 填充沟槽4的内部。在这种情况下，如图9中所示，作为元素(氯原子61 和硅原子62)关于形成于夕卜延膜60中的沟槽的特性(behavior),氯原子 (Cl原子)61粘附到沟槽开口部分中的驗面上。由此，硅从沟槽底部部 分生长。
在图6中，作为填形卜延的典型生长劍牛是，生长驢是960'C，生长 压力设置为40 Torr，且DCS的流速为0.1 slm，氢气(H2)的流速为30 slm， 氯化氢气体(HC1)的流速为0.5slm。在该条件下沟槽表面(衬底主表面) 上的生^ljg约为几十到100 nm / min。
在M^卜延膜20填充该沟槽4内部的工艺中，硅源气体和卣化物气体 的混^体用f^到硅衬底的气体，以，戯卜延膜20。具体地，将甲 碌烷(Si仏)、乙麟(Si晶)、二氯麟(SiH2Cl2)、三氯桂烷(SiHCL)和 四氯化硅(Sia)中的一种用作硅源气体。尤其，雌将甲麟、乙麟、 二氯碌烷和三氯硅烷中的一种用作硅源气体。将氯化氢(HC1)、氯(CL)、 氟(F2)、三氟化氯(C1F3)、氟化氢(HF)和溴化氢(HBr)中的一种用作卤 化物气体。
另一方面，当形成图2C中的夕卜自20时(当进行外延生长时)，根据 沟槽的纵横比设置以下内容。
当沟槽的纵横比小于10且卣化物气体的标准箭應被^S为X [slm]和 生^IJ^为Y [um/，]时，满足以下絲。
Y<0.2X+0.1 (Fl)
当沟槽的纵横比为10 #大且小于20，并且将卣化物气体的标准皿 设置为X [slm]和生"^il^为Y Um/併中]时，满足以下絲。 Y〈0. 2X+0. 05 (F2)
当沟槽的纵横比为20或更大，且将卣化物气体的标准箭dl设置为X [slm]和生錢度为Y [um/4H中]时，满足以下关系。 Y〈0,2X (F3)
由此，从用外延膜有效±真充沟槽同时抑制孔隙产生的观点来说，其是 雌的。
在图10、 11和12中示出了作为其基础的i^结果。在图10、 11和12 中，将氯化氢的标准箭速X [slm]设置在横座标轴上，并且将生^g Y [tx m/併中]设置在,标轴上。图10示出了其中纵横比为"5"的情况。 图11示出了其中纵横比为"15"的情况。图12示出了其中纵横比为"25" 的情况。在图10、 11和12中，黑圈示出存在孔隙，而白圈示出不TO孔 隙。在这些图的每一幅中，公知的是，如果氯化氢的标准^I增加，即使 当外延膜的生顿衝艮快时，也不会产生孔隙。而且，还公知的是，在氯 化氢为相同标准流速时，如果随着纵横比增加，不降低外延膜生^U^， 则可能防止不了孔隙的产生。在这些图的每一幅中，示出孔P京产生存在的 边界的公式是图10中的Y二O. 2X+0.1和图11中的Y=0. 2X+0. 05，以及图 12中的Y二0.2X。如果其是在齡公式下的区域，则不会产生孔隙。如图2B 中所示，沟槽的纵横比是B/A，艮购槽的深度/沟槽的宽度。
而且，在反IS^确定割牛下形戯卜延膜20。尤其，当将甲皿或乙 石^^用作硅源气体时，将，J^j度的上限设置为95(TC。当将二氯^ffl 作硅源气体时，将麟^j^的上限设置为U0(TC。当将三氯麟用作硅 源气体时，将麟鹏度的上限體为U50'Co当将四氯化鹏作硅源气 体时，糊鄉^^的上限设置为12ocrc。由此，微'眺证实了可以在 不产生晶体缺陷的情况下进行外延生长。
当由此^S沟槽4中的外,20的±真充时，如图3A中所示，随后
il31iS行用于平坦化的夕卜延生长将外延膜21形^^卜延膜20上。艮卩，当 通过〗顿硅源气体和卤化物气体从沟槽底部部分进行填充外延生长时，形 成了该沟槽弓胞的台阶差。考虑到抛光工艺，希望平坦化衬底主表面，以 降低抛光量，且在沟槽填充外fe后进行用于平坦化的外延生长。在该平 坦化外延中，在比沟槽±真砂卜延中，衬底主表面2a上的外EH 20生顿 度快的生^3I度的生长下，进行膜形成。具体地，在图6中，改变(VIA) 至(VIAD)中至少一个的膜形成緣
(VIA)与在i真充外延时间的生长驗相比，该生长鹏上升了。
(VIB)不流动卣化物气体，赫与填充外延生长时间相比降低了卣化 物气体的^E。
(VIC)与±真充外延生长时间相比增加了硅源气体的流速。
(VID)与填充外延生长时间相比升高了生长压力。
由此，如图6的(VIE)中所示，可在其中在平坦ft^卜延方面，在硅衬 底l、 2的主表面(平面)2a上的硅生^IM夬的斜牛下对其进行设置。
舰，可在其中比在平坦化外虹艺中，在硅衬底1、 2的主表面2a
上的夕卜鹏莫20的生^M快的剝牛下进行麟成。因此，当在终止了填充 外延生拉后将其切换到平坦化外延生长时，卤化物气体的,dl、硅源气 体的流速、生长温度和生长压力中相应参数中的至少两个或更多个参数也 可以同时切换，以便获得高生^M割牛。
而且，如下戶;M检测沟槽填充的完成。
当^^鹏计的输出并在外延生长期间填充沟槽时，不会改变離计 的车俞出值，如图6的时间t2^h0f示。图4的控制器38检测在该时间t2处 的沟槽填充完成，并进行至用于增加生"^g的^f牛的切换。即，从硅衬 底32的主表面侧在，计35中监控填充在沟槽中的夕卜,的表面，并 且不改变在预定测量鹏处鹏计35的输出信号7jC平的时间点处，控制器 38作为开关,通过阀门36a (第一气体流速调整装置)、阔门36b (第二气体流速调整體)、温度控制器37 (温度调整装置)和泵34 (生长压力 调整装置)中的至少一个，来控制硅源气体的M、卣化物气体的流速、 生长温度和生长压力中的至少一个，并进行至用于增加生^I度的条件的 切换。
图5示出了与外延生^3I^相关的测量结果。在图5中，将温度设置 在横轴上，并且将生 度比率设置在纵轴上。图5示出了仅有二氯皿 的情况，和M使用二氯睹烷和氯化氢的混^体来生长的情况。从该图5 中可以理解，在通过仅用二氯睹^l6a行生长的情况下生"^I度比通过使 用二氯硅烷和氯化氢的混仏体来生长的情况下的生"feil^更决。而且， 可以Slf，在较高，的情况下可 生长。
在平坦^^卜延中，当生长，从96(TC改变至99(TC且该室中的压力从 40 Torr变化为80 Torr时，典型生^I^是几^m/min。因此，当将用于 平坦化的外延膜的厚度设置为3 P m时，当使用与获得战的几十至100nm /min的生^il^的沟槽填充割牛相似的夕卜延(4顿HC1的混合外延)时， 其花费30併中(=3 |>m] /0.1[um/min])。然而，这个时间可以縮短 至3併中(=3 [um] /1[um] /min])。因此，可提高夕卜虹艺的^量。
当终止平坦化外延生长时，从图3A中的外延膜21的上面侧进行平坦 4W光。即抛光衬底主表面2a的外延膜21、 20。如图3B中戶^， M该 抛光暴露出外延膜(n型硅层)2。由此，p型区域5和n型区域6交替设 置在横向方向上。可以根据需要3fea行抛光。
如图3C中戶标，然后在外延膜2JW成p—徵卜延膜3。而且，如图l 中所示，形成p阱层7、沟槽8、栅氧iM9、多晶硅栅电极IO、 n+源区11 和P+源接触区12。而且，形成电极和布线。
接下来，在这种制紅艺中，将详细说明图2C和3A中示出的外EH 形成工艺。
图24A至24F示出了用于替换图2A至2C和图3A至3C的比较例的制 紅艺图。图25翻于替换图6的比较例的时序图。
如图24A中所示，将n徵卜，101形j^ n^^衬底100上。如图2犯
中所示，i!31对n微卜延膜101的懒lj来形^^勾槽102。如图24C和24D中 所示，通舰行使用硅源气体和卤化物气体的沟槽填充外延来形戯卜延膜 104。如图24E中所示，ffijia行平坦化外延形成外延膜105。如图24F中 所示，然后 ^卜延膜104、 105。由此，可M:同日形荒动如DCS等的硅源 气体和如HC1等的卣化物气体从沟槽底部部^Sffi^择性生长，以便实现 无孔隙的沟槽填充外延。由于使用卣化物气体，因此从沟槽底部部分的选 择性生长变成主要因素，这是由于可以特别抑制在衬底主表面上和沟槽开 口部分中的硅生长。
在这种衬底制紅艺中，招ffi的反iS^确定剝牛下进行膜形成， 以便进行无孔隙的沟槽填充外延。而且，使用选择性外延，織择粉卜延 f顿齒化物气做口HCl等。当^1^顿该沟槽±真充剝牛进行平坦化外延时， 生皿度'漫，以致生产量变差。而且，由于i吏用了利用硅源气体和卣化物 气体的选择胜长，因此，舰由于如图9中戶标在衬底主表面上的卣族 元素导致的附着效应，生錢度小。而且，必须S3i降低抛光量来提高无
抛^x艺或抛M:艺的生产量。
与此相比，在该实施例,試中设置了以下结构。
与沟槽±真充外延工艺不同，在平坦化外延中需要选择性。因此，不需 要膜形成劍牛如在由于降低膜形^as导致的扩散限定劍牛下的麟戯口 由于卣化物气体导致的沟槽开口部分中的硅生长限制。因此，作为平坦化
外延条件，例如，停lhH供HC1气体并将鹏成^#从扩散限定#^牛切换 到供给限定剝牛等。由此，縮短了平坦化外延中所需的膜形成时间，并且 可以提高沟槽外EX艺的^量。
根据，实施例模式，可获得以下$媒。 (1)作为半导術寸底的制造方法，设S^—工艺、第二工艺和第HI 艺。鄉一工艺中，在硅衬底l、 2的主表面2a上形淑勾槽4。錢二工艺 中，通过由提條源气体和卣化物气体的混仏体导致的外延生长，在硅 衬底l、 2的主表面上、包括沟槽4的内部形戯卜，20，并且沟槽4的内
部齢卜延膜20填充。在第HX艺中，ffl于在第二工艺中填充的夕卜延膜20 上形戯卜延膜21，以便在比在第二工艺中硅衬底1、 2的主表面2a B卜延 膜20的生錢度快的剝牛下进行平坦化。因此，在第二工艺中，舰由提 #^圭源气体和卣化物气体的混^体导致的外延生长，在^M底1、 2的主 表面2a上、包括沟槽4的内部形戯卜延膜20。然后，沟槽4的内部被外延 膜20土真充。在该方法中，舰掛共卣化物气糊制沟槽填充夕卜延中的孔隙。 而且，^三工艺中，在比在第二工艺中在硅衬底1、 2的主表面2a上夕卜 延膜20的生"I^IM夬的条件下在用于第二工艺中的填充的外延膜20上形 戯卜延膜21，从而提高了生产量。而且，可以将抛光设置为不是必须的。 由此在M:外延膜填充沟槽之后可以容易iW"衬底进行平坦化，同时抑制 了沟槽i真充外延中的孔隙。
(2) S^HX艺中，在比第二工艺中在硅衬底l、 2的主表面2aJ^卜 延膜20的生^IJ^决的条件下形戯卜MM21之后，对硅衬底1、 2的主表 面2a侧上的外鹏20、 21进行抛光。由此，可以进一频行平坦化。
(3) 第三工艺中，执行以下内容中的一项，以便在比第二工艺中在硅 衬底1 、 2的主表面2a i^卜EI莫20的生^g快的^f牛下形戯卜延膜21 。
(A) 与在第二工艺中外延生长时间相比，S^三工艺中的外延生长时
间时斷氏了卣化物气体的流速。
(B) 将卣化物气体设置为^三工艺中的外延生长时间时不流动。
(C) 与在第二工艺中的外延生长时间相比，在第三工艺中砂卜延生长 时间日 加硅源气体的^1。
(D) 与第二工艺中夕卜延生长时间相比，錢HX艺中夕卜延生长时间时 升高了生长温度。
(E) 与在第二工艺中外延生长时间相比，鄉HI艺中夕卜延生长时间
时升高了生长压力。
(4) 当第二工艺和第三工艺的外延生长tt压力斷氐CVD中进行时效
率良好。
(5) 在第三工艺中，在比第二工艺中在硅衬底l、 2的主表面2ai^卜 延膜20的生^M快的剝牛下形獻卜延膜21。因此，当终止了第二工艺中 的外延生拉后进行切换至lj第三工艺中的外延生长时，同时切换卤化物气 体的流速、硅源气体的流速、生长温度和生长压力中的相应参数中的至少 两个鞭多个，以便获得高生^g割牛。由此，可进一步提高生产量。
(6) 在第二工艺中，i!31^^计35来M^于从硅衬底l、 2的主表 面2a侧i真充到沟槽4中的外延膜20的表面温度。在不改变预定测量M 下》鹏计35的输出信号水平的时间点处，将其切赔用于增加第HX艺中
的生^t的剝牛。由此，可以可Si也检测填充外延的完成。
(7) 将卡皿座31、第"^^SI调整装置36a、第二气^BI调整 装置36b、温度调整装置37、压力调整装置34、，计35和开关装置38 设置为夕卜延生^S。卡^ffi 31设置在室30中，并固定其中沟槽形成 于主表面上的硅衬底32。第一^OI调整装置36a调MJi^到室30中用于夕卜 延生长的硅源气体的流速。第二气MBI调整装置37调整^卜延生长时间 掛共至瞎30中的劍七物气体的^1。鹏调整錢37调整室30中的生长 温度。压力调整装置34调整室30中的生长压力。温度计35监皿固定到 室30中的卡^)ffl 31上的硅衬底32中夕卜5iJ^成时间时的表面，。在 开关,38中，±真充至购槽中的夕卜延膜的表面^313±，计35从硅衬 底32的主表面侧 控。在不改变预定测量，下温度计35的输出信号 水平的时间点t2处，开关装置38 M:第H^3i调整装置36a、第二气 ^ 1调整,36b、，调整,37和压力调^^S 34中的至少一M 控制硅源气体的 、卣化物气体的流速、生长温度和生长压力中的至少 一个。然后开关装置38进行至用于增加生^E度的条件的切换。
因此，可以自动控制填充外延和随后的平坦化外延。 綠二工艺中的外延生长可M31压力l^f氏CVD生长方 ^4行，也可
M31常压CVD生长方fel64行第Hz:艺中的外延生长。
而且，在±真砂卜延生长期间(鄉二工艺的外延生长期间)也可逐步连续调整卤化物气体的流速、硅源气体的流速、生长温度和生长压力中相
应参数中的至少一个，以便获得如图13中示出的高生^M劍牛，或者也 可以以阶梯^IM调整，以获得如图14中示出的高生^g割牛。在这些 生长参数中，也可以改变一个参数，也可以组合多个参数。
由此，当如图15A中所示沟槽i真充初始P介段的纵横比高时，斷氐了填 充外延的生^ilit (高选择比膜形成劍牛)。当纵横比小时，如图15B中所 示，该生^ai度会增加。由此，可縮短填充中所需的时间。艮口，在沟槽土真 充外延时间中，也可通过改变与沟槽的填充外延工艺中纵横比的改变相适 应的膜形成割牛来提高^^沟槽外MX艺的生产量。
(第二实施侈鹏) 接下来，将主要M与第一实施例模式的不同点来说明第二实施例模式。
图16A至16E示出了在代替图2A至2C和3A至3C的该实施例模式中 的制紅艺图。
图17是代替图6的该实施例丰試的时序图。
如图16A中所示，在硅衬底70上形戯卜 71 ，并将其^g为硅衬底。 如图16B中所示，沟槽72形成于硅衬底70、 71的主表面71a上(第一工 艺)。
之后，如图16C中戶^， ffl31由JI^^源气体和卣化物气体的混^ 体导致的外延生长，只在沟槽72的内部形戯卜自73，而不在硅衬底70、 71的主表面71a上生长激卜延膜。此时，如图17中戶标，舰与图25的 比较例相比，增加卣化物气体的^I或降低生长驗可设置沟槽填充外延 中高选择性的外延条件。外延膜73只生长在沟槽72的内 不在硅衬底 70、 71的主表面71a上生长激卜EH。尤其，从沟槽底面进行生长。如图 16D和16E中所示，M31^卜延膜73来填充沟槽72直到激卜延膜73具有与 硅衬底70、 71的主表面71a相同的面(第二工艺)。
由此，在第二工艺中，舰由J^^源气体和卣化物气体的混仏体
导致的夕卜延生长，只在沟槽72内部生长外 73，而不在硅衬底70、 71 的主表面71a上生长纷卜延膜。而且，ilil外延膜73来填充沟槽72 ffi 外延膜73具有与硅衬底70、 71的主表面71a相同的面。在该填充中，可 通3^j共卣化物气体来抑制沟槽i真充外延层中的孔隙。因此，由于在主表 面71a上不形劇莫，因此可省,光工艺(可以M光设置成不是必需的)。 由此，在通过外延膜±真充沟槽之后可以容易地对衬底进行平坦化，同时抑 制了沟槽±真充外延层中的孔隙。
(第三实施伊讨I^i) 接下来，将主要M与第一实施例模式的不同点来说明第三鄉例模式。
图18A至18F示出了在替换图2A至2C和图3A至3C的该实施例丰M 中的制造工艺图。图19是在替换图6的该实施例，I^中的时序图。
如图18A中戶际，M:在硅衬底80上形戯卜延膜81来构造硅衬底。 如图18B中所示，然后将用于形成沟槽的掩模82 ，在硅衬底80、 81的 主表面81a上。il^掩模82中的用于形成沟槽的掩模开口部分82a嫩ij 硅衬底81来形^^勾槽83 (第HX艺)。将氧化^ffl^t模82。
之后，如图18C和18D中所示，M在保留掩模82的状态下由JI^ 源气体和卣化物气体的混仏体所导致的低砂卜延生长，仅在沟槽83的内 部生长外延膜84。而且，如图18E中所示，Mil^卜延膜84来填充沟槽83， 直至拼鄉84具有与硅衬底80、 81的主表面81a相同的面(第二工艺)。 即，如图19中所示，在图25的情况下在衬底主表面J^t行麟成。然而， 在该实施例模式中，ffl31利用硅(Si)和氧化鹏(Si02)关于麟成釗牛 的选择性，在沟槽83中进行填充，而不在衬底主表面81a上(氧ttfc) 进行生长。在该填充中，3!ffl^共卤化物气体来抑帝购槽i真充外延层中的 孔隙。
如图18F中戶;f^，去除掩模82 (第HX艺)。
由此，在该实施例歡中，由于不姓表面81a上形鹏，因此可省 fflM紅艺(可以4鄉光體为不必需的)。由此，^i^卜EM填充沟槽 之后可以容易;W衬底进行平坦化，同时抑制了沟槽±真充外延层中的孔隙。
(第四实施例模式) 接下来将主要通过与第一实施例模式的不同点来说明第四实施例模式。
图20A至20F示出了替换图2A至2C和3A至3C的该实施例模式中的 制itX艺图。图21是代替图6的该实施例t莫式中的时序图。
如图20A中所示，外延膜91形鹏硅衬底90上，并构成硅衬底。如 图20B中所示，然后在硅衬底90、 91的主表面91a上设Sffl于形成沟槽的 掩模92。然后M31^t模92中用于形成沟槽的掩模开口部分92a嫩ij硅衬 底91来形j^勾槽93 (第一工艺)。将氧化^TO1^t模92。
之后，如图20C中所示，在其中保留了掩模92的状态下，M由Jli乓 硅源气体和卤化物气体的混仏体导致的{,卜延生长，仅在沟槽93的内 部生长外延膜94。而且，如图20D中所示，il51外延膜94填充沟槽93直 至U外自94变得比用于形淑勾槽的掩模92的表面高(第二工艺)。艮P，如
图2i中戶标，M:利用jOT硅源气体和劍七m体的选择外延剝牛，不在 掩模92掘亍生长。在该填充中，aa^卣化物气体来抑制沟槽填麟
延层中的孔隙。
而且，如图20E中所示，舰4顿掩模92作为停ihM5W^硅衬底90、 91的主表面91a侧的外延膜94，并且)lt^衬底90、 91主表面91a侧平坦 化(第HX艺)。此时，禾佣掩模(氧4城)92作为终点鄉行抛光。在这 种情况下，与其中抛光齡硅面的情况相比，W:区JC口、歡卜延i真充区域。 因此，由于^1>了抛光量，因而可以提高^量。而且，由于iM^ (氧 化膜)92的膜厚度离差(thickness dispersion)确定抛光离差 (dispersion),因此也可以提高在面内p/n列层的鹏均匀特性。
随后，去除掩模92 (第四工艺)。如图20F中所示，，衬底90、 91 的主表面91a侧氧j七作为牺,，且去除该牺牲氧化膜以便更好地被平坦 化。可以根据需要进行牺牲层氧化和牺條化膜的去除。
由此，在该实施例模式中，在M^卜延mt真充沟槽之后通过4顿掩模
作为停止层可以减少抛光量并且可以容易地对衬底进行平坦化，同时抑制 沟槽填砂卜延层中的孔隙。
(第五实施例模式)
接下来，将主要M与第四实施例模式的不同点来说明第五实施例模式。
图22A至22E示出了该实施例模式中的制造工艺图。
如前面擬啲图20A中所示，在硅衬底90上形戯卜延膜91。如图20B 中所示，将用于形淑勾槽的掩模92设置在硅衬底90、 91的主表面91a丄 M^Mt模92中用于形成沟槽的掩模开口部分92a 赔衬底91来形成 沟槽93 (第一工艺)。
如图22A、 22B和22C中所示，在其中保留了掩模92的状态下，皿 由衝^^源气術口劍七物气体的混^体导致的夕卜延生长在包括沟槽4内 部的掩模92JdS行膜形成，并M外延膜95填充沟槽93 (第二工艺)。在 该方法中，iM^卣化物气体来抑制沟槽填充外延层中的孔隙。此时， 在掩模92的上面上的膜可以是形成为单晶的"莫(单晶膜)96和形成为多晶 的膜(多晶膜)97，如图23C中戶标。艮P，当增加沟槽土真砂卜延生长的膜 厚度时，最终的结构根据选捧性即卤化物气体和硅源气体的比率而不同。 当选择性高时(当卣化物气体的^M增加时)，单晶在掩模(氧 ) 92上 生长。与此相比，当选择性低时(当HC1小时)，多晶硅生长魏模(氧化 膜)92的^h面或1分上。由此，鄉二工艺中，舰由 ^源气体 和卤化物气体的混^n体所导致的夕卜延生长，单晶的膜96可形成于掩aJl， 并且多晶的膜97也可形皿掩禾1±。
之后，如图22D和23D中所示，禾lj用掩模92作为停ihM^fct^模92 上侧的膜(图22C的膜95、 96和图23C的膜95、 97)。然后平坦化硅衬底 90、 91的主表面91a侧(第HX艺)。
随后，如图22E中所示，去除掩模92 (第四工艺)。之后，)f^^衬底 90、 91的主表面91a侧氧化作为牺牲层，并去除该牺牲氧化膜，以便被更 好地平坦化。可以根据需要 行牺牲氧化层和牺牲氧化膜的去除。
由此，在该实施例獄中，在通形卜延s穀真充沟槽之后a^顿掩模
作为停ihM可以容易i顿衬舰行平坦化，同时抑制沟槽填充外延层中的 孔隙。在第二至第五实施例模式中，如第一实施模式中所说明的，根据在 沟槽±真充外延时间处的沟槽纵横比，优选满足Y〈0.2X+0.1、 Y〈0.2X+0.05 和Y〈0.2X。而且，在卣化物气体中雌{顿氯化氢、氯、氟、三氟化氯、 氟化氢和溴化氢中的一种，而在硅源气体中，使用甲硅烷、乙疲院、二 氯睡烷和三氯硿烷中的一种。而且，在沟槽中，底面是(110)面，且(111) 面包括在侧面上。否贝lJ，在沟槽中，tti^面是(100)面，且(100)面 包括在侧面上。
在目前为iljf作的说明中，将n徵卜5Wf鹏n+衬底中，并且沟槽 形鹏其主表面(上面)上，且以该n徵卜延膜作为硅衬底。然而本发明 也可应用于其中沟槽直接形皿術寸底中的情况。
(第六鄉伊鹏)
图26示出了在该实施例模式中纵向型沟槽栅MOSFET的截面图。
图27 是图26中元件部分中主要部分的^(大图。
在图27中，在n难衬底1上形成作为源区的外延膜2，并在激卜EM 2上形戯卜鹏3。沟槽4械侧的外鹏2中被^S^平行。沟槽4穿过 夕卜廻莫2并到达n难衬底l。夕卜鹏5填充在沟槽4中。沟槽4中的夕卜鹏 5的导电鄉是p型，并且沟槽4的横向区6的导电类型是n型。由此，将 p型区5和n型区6交替體在横向方向上。由此，形成了其中M0SFET的
漂移层具有p/n列结构的戶;n胃超结结构。
在J^Jl侧的夕卜延膜3中，在其表面层部分中形成P阱层7。砂卜延膜 3中将用于栅极的沟槽8设置成平行，并将其形成为比p阱层7深。栅氧化 膜9形成于沟槽8的内部面上。多晶硅栅电极10设置在栅氧化膜9的内部 方向上。n+源区11形皿外延膜3的上表面上与沟槽8相邻接的部分中的 表面层部分中。而且，p+源接触区12形成在p徵卜延膜3的上表面上的表 面层部分中。 ^h沟槽8在外延膜3中的p阱层7和上面的外延膜2 (漂移 层)之间都形成了 n—缓冲区13。该n—缓冲区13包括沟槽8的底面部分并 与漂移层中的n型区6相邻接，也与p阱层7相邻接。而且，在針沟槽8 的n—缓冲区13之间形成p—区14。
未示出的漏电极形成在n+硅衬底1的下面上，并且电连接到n+硅衬底1 。 而且，未示出的源电极形J^卜延膜3的上面上，并且^^接到n+源区11 和P+源接触区12。
在其中将源电压设置为地电势且将漏电压设置为正电势的状态下，通 过施加预定正^J1作为栅电M开启晶体管。当晶体管开启时，在与P阱 层7中的栅氧化膜9相邻接的部分中形贩向层。使电子舰该反向层在 源和漏之间流动(从n+源区11、 p阱层7、 n一缓冲区13、 n型区6至ljn魅衬 底1)。在反偏压施加时间(在其中将源M设置为地电，且将漏电压设 置为正电势的状态下)，,层从p型区5和n型区6的pn结部分、rT缓冲 区13和p—区14的pn结部分以及n—缓冲区13和p阱层7的pn结部分扩展。 p型区5禾口n型区61^^，并获得高耐压。
另一方面，在图26中，n型区6和p型区5也在横向方向上交替， 在元件部分周围的终端部分中。而且，衫卜围侧上M卜鹏3上表面上的 元件部分形成聽S割機15。
接下来，将说明该^例模式中纵向型沟槽栅MOSFET的制造方法。
首先，如图28A中所示，制备n难衬底l，且在该n难衬底l，成n 型外延膜2。然后多个沟槽220形成于芯片外围部分中的夕卜延膜2中，且将氧化^l莫221填充在该沟槽220中。而且，对外延膜2的上表面it行平坦 化。
随后，如图28B中所示，在n型外延膜2上形成氧化硅膜222，且将 其图案化为预定微，以便对于该氧化鹏222获得预定沟槽。禾拥氧化 石^i222作为掩tl^对n型外延膜2进行各向异性蚀刻(RIE)或4OT减性 各向异性嫩赔液(K0H、 TMAH等)的湿^t^U，并形成到达硅衬底l的沟 槽4。此时，形成多个沟槽4，以使得相邻沟槽之间的间隔Lt大于沟槽宽 度Wt。
沟槽可以具有带状图形和点状(正方形、六边形等)图形，且沟槽具
有周期特性ft^够了。
随后，如图28C中戶^，去除用^^^模的氧化硅膜222。而且，在去除 作为Jf模的氧，222之后^i^m退火。如图28D中戶标，在包拾沟 槽4的内表面的该n徵卜延膜2上形成具有比n微卜延膜2的杂质浓度高 的浓度的P型外延膜223，舰激卜延膜223 ±真充沟槽4的内部。在S3^卜 延膜223填充该沟槽4的内部的工艺中，^^源气体和卤化物气体的混合 气体用^^至U硅衬底的气体，以形戯卜5M223。 M31舰该混合外5iit 行从沟槽底部部分开始的正锥形生长。具体地，将甲硅烷(SiHJ、乙^ (SiA)、 二氯鹏(S讽Cl2)、三氯赚(SiHCU和四氯化硅(SiCl》中 的一种用作硅源气体。尤其，雌将二氯鹏(SiH2Cl2)、三氯麟(SiHCl》 和四氯化硅(SiCl4)中的一种用作硅源气体。将氯化氢(HC1)、氯(Cl2)、 氟(F2)、三氟化氯(C1F3)、氟化氢(HF)和溴化氢(HBr)中的一种用作卤 化物气体。
而且，在^ 确定条件下形戯卜延膜223。尤其，当将甲^或乙 桂翩作硅源气体时，将鹏^g的上限體为95(TC。当将二氯^ffl 作硅源气体时，将麟鹏度的上限设置为iioo'c。当将三氯险鹏作硅 源气体时，将,，叟的上限设置为U5crc。当将四氯化,作硅源气 体时，将麟^^的上限體为1200°C。而且，当将麟戯魏體
为从常压至100Pa的范围时，将膜形Jmg的下限设置为80(TC。当将麟 成真空度设置为从100Pa到1X 10，a的范围时，将膜形皿度的下限^g 为60(TC。由此，实验性地证实了可以在不产生晶体缺陷的情况下进行外延 生长。
而且，设置Ne2XWt二NelXLt，作为沟槽4的宽度Wt、相邻沟槽之间 的间隔Lt、 n S^卜^l莫2的杂质浓度Nel和p型外延膜223的杂质浓度Ne2 要满足的关系。
之后，糾延膜223的上表面侧进行平坦化和抛光，并暴露出外延膜 (n型硅层)2，如图29A中戶标。由此，在横向方向上交替设置p型区5 和n型区6。而且，去除了在芯片外围部分的沟槽220中的氧化，221 (见 图28D)。
如图29B中所示，然后砂卜延膜2上形成p—M^卜延膜224。而且，如 图29C中戶标，ail离子SA，在与p一徵卜延膜224中的n型区6相邻接 的部分中形成n—缓冲区13。此时，在设置在芯片外围部分中的沟槽220中 的夕卜 224的上表面上形成凹陷225。该凹陷225用作对准禾射己，并与光
撤l^S当錢J^t准。
随后，如图29D中戶标，在p—徵卜延膜224上形成p-M^卜延膜226。 之后，如图26中戶际，形成L0C0S氧化膜15。而且，在^frf牛部分中形 成P阱层7、沟槽8、栅氧化膜9、多晶^H电极10、 n+源区ll和p+源, 区12。而且，形成电极和布线。在貌件部分的形成中，当3M离子SA 形成n+源区11、 p+源嫌区12等时，在體在图29D中芯片外围部分中的 沟槽220中的外延膜226的上表面上形成凹陷227。该凹陷227用作对准标 记并与)fdt^i当OTi^t准。
^^源气体和卣化m体的混^体用^^f共到硅衬底l、 2的气体， 以便在n徵卜 2中形^^勾槽4之后形戯卜自223， 一直至lJ尉卜EM 223的，成开始沟槽4的内部微卜延膜223埋入为止。然而，广义而言， 在M外延膜223至少填充沟槽4内部的最终工艺中，可以離源气#^口
卤化物气体的混^体用作Jlt共到硅衬底l、 2的气体，以形，卜延膜223。 在这种审ij紅艺中，将ffl3^顿图30A、 30B和30C来具体说明图28C 和28D中示出的J1A外延膜形成工艺。
如图30A中所示，鄉鹏n+硅衬底1上的外延膜2中形鹏槽4。之 后，如图30C中所示，3131外鹏223±真充沟槽4的内部。此时，如图30B 中所示，作为外延膜223的，成割牛，M31^于在沟槽侧面上生长的外 延膜223弓l入卣化物气体，将沟槽开口部分中的生^dl度设置为比在深于 该沟槽开口部分的部分中的生^il^慢。艮P，当把沟槽开口部分中的生长 鹏设置为ra，而将比该沟槽开口部分深的部分中的生^g设置为rb时， 设置ra〈rb。
由此，通过弓l入劍七物气体，形戯沟槽中形成的夕卜繊，以使沟槽 开口部分的膜厚变得比沟槽底部部分的膜厚小。由此，关于沟槽侧面上的 外延膜，沟槽开口部分的膜厚变得比沟槽底部部分的膜厚小，并且抑制了 由于外延膜导致的沟槽开口部分中的阻挡，且可以提高沟槽中的埋入特性 (可进行不具有孔隙的膜形成)。艮口，可以保自结结构(p/n列结构)在 反偏自加时间(将源极设置为地电势并且将漏电势设置为正电压)的耐 压，并M无孔隙的膜形成可以抑制结的泄漏电流。而且，可得到无孔隙 的形成(孔隙尺寸减小)，以及耐压量率的改善和结泄漏良率的改善。
尤其，当形成图28D中的外延膜223时，根据沟槽的纵横比體以下 内容。
当沟槽的纵横比小于10，并且将卣化m体的标准鹏體为X[slm] 且生^M为Y Om/溯]时，满足以下絲。 Y<0. 2X+0.1 (F4)
当沟槽的纵横比为10 ^大且小于20，并且将齒化物气体的标准 设置为X [slm]和生M度为Y [ym/併中]时，满足以下关系。 Y〈0. 2X+0. 05 (F5)
当沟槽的纵横比为20或更大，并且将卣化物气体的标准,设置为X [slm]和生^g为Y [um/併中]时，满足以下絲。 Y〈0.2X (F6)
由此，从用外延膜有效填充沟槽同B寸抑制孔隙产生的观点来说，其是 雌的。
在图10、 11和12中示出作为其基^i的试验结果。在图10、 11和12 中，将氯化氢的标准流速X [slm]设置在横座标轴上，并且将生^il度Y [li m /辨中]设置在,标轴上。图10示出了其中纵横比为"5"的情况。 图11示出了其中纵横比为"15"的情况。图12示出了其中纵横比为"25" 的情况。在图10、 11和12中，黑圈示出存在孔隙，而白圈示出不存在孔 隙。在这些图的每一幅中，公知的是，如果氯化氢的标准箭速增加，即使 外延膜的生錢度快时，也不会产生孔隙。而且，还公知的是，在卣化氢 为相同标准M时，如果随着纵横比增加不斷氏外延膜生^it度，则可能 防止不了孔隙的产生。在这些图的每一幅中，示出孔隙产生存在的边界的 公式是图10中的Y=0. 2X+0.1和图11中的Y=0. 2X+0. 05以及图12中的 Y=0.2X。如果其是在針公式下的区域，则不会产生孔隙。如图28C中所 示，沟槽的纵横比是dl/Wt，即沟槽的深度/沟槽的宽度。
接下来，S3i使用图31A至33C来说明沟槽宽度Wt的影响。
如图31A和31B中所示，制备沟槽宽度Wt为0. 8 u m的样品和沟槽宽 度Wt为3 u m的样品。在这种情况下，沟槽4之间的间隔Lt和沟槽宽度Wt 的和(=Wt+Lt)是常数(相同的)。
然后对这两个样品进行外延生长。其结果在图32A和32B中示出。在 图32A和32B中，,成时间，在横轴上，而生长膜厚度(确切地说， 是在衬底上表面上的膜厚度)體在纵轴上。在图32B中，在衬底表面上 的五个点处测Si^生长厚度。
在图32A和32B中，当需要其最小值为3 u m以保M"于纵轴上生， 厚度的抛光^S时，在Wt-3ixm的样品中的,成时间需要220分钟，以 满足该条件。与此相比，在Wt-0.8um的样品中，成时间可以为60分
钟。艮卩，膜形成时间可设置为1 / 3。
由此，如图33A至33C中所示，在膜形成气体的 臓和嫩忾体(卤 化物气体)的^I以及膜形淑鹏的关系中，当膜形成气体的流速增加、 蚀刻气体(卤化物气体)的流速斷氏以，形^g升高时在沟槽中容易 产生孔隙。tt匕在图33A中的生长气体量是最大的，而图33C中的生长 气体量是最小的。图33A中的嫩i」气体量是最小的，而在图33C中的嫩lj 气体量^*大的。在图33A中的工艺，是最高的，而在图33C中的工艺 温度是最低的。相反地，当膜形成气体的臓降低、蚀刻气体(齒化物气 体)的流速增加以及膜形^S降低时，在沟槽中难以产生孔隙。在该实 施例模式中，抑制了孔隙，并考虑至'胆些内容提高了生錢度。将如下进 fi^细说明。
作为在沟槽中SA外延膜并形成高纵横比的扩散层的半导術t底制造 方法，特别是作为应用到超结(SJ-M0S)的漂移层的p/n列的制造方法， 在混合外延中衬底上表面和沟槽开口部分中的生顿度小，^SJA沟槽底部 部分进行生长。因此，由于斷氐了底部部分的宽度，每单位时间的生长体 积增加了，并以高舰行±真充。因此，如图31A和31B中所示，如果列间 距(Wt+Lt)相同，贝挡满足以下三个^f牛时可以制造以高速形戯中的p/n 列的超结(SJ-M0S)。
(E) 作为沟槽结构条件，形戯目邻沟槽4之间的间隔Lt，以便比沟槽 宽度Wt大(Wt〈Lt)。
(F) 作为填砂卜延$^度^(牛，在n徵卜自2的浓度Nel和p徵卜延 膜223的浓度Ne2的关系方面，将p ,卜延膜223设置成比n徵卜延膜2
(Ne2〉Nel)厚。
(G) 作为填充外延浓度割牛，将p徵卜，223的浓度Ne2和沟槽宽 度Wt的总数(sum) (=Ne2XWt)以及n徵卜延膜2的浓度Nel和相邻沟 槽4之间间隔Lt的总数(二NelXLt)，为相等(Ne2XWt=NelXLt)。
而且，关于衬底面方位，如图28C中际，舰《顿Si (110)衬底根
据混合外延的底部部維##性将沟槽侦腼设置为si (m)。否则，舰 使用Si (100)衬底将沟槽侧面设置为Si (100)。由此，M土真充特性方 面变得优良。
根据，实施例模式，可以获得以下效果。
(8) 作为半导術t底的制造方法，设置第一工艺和第二工艺。在第一 工艺中，在形成在n型(第一导电类型)的硅衬底1上的n型(第一导电 类型)的外延膜2中形成多个沟槽4，以使相邻沟槽4之间的间隔Lt大于
沟槽宽度wt。 g二工艺中，Mj顿硅源气体和卣化物气体的混^n体
作为所衝共的气体，将具有比外延膜2的杂质浓度高的浓度的p型(第二 导电类型)的外延膜223形成于包括沟卞曹4内部的该外延膜2上，以OT 于至少填充沟槽4的最终工艺中形成p徵卜延膜223。于是沟槽4的内部被 P ,延膜223填充。
因此，棚于至少±真充沟槽4的最终工艺中，M3i娜硅源气体和卤
化物气体的混^n体作为所提供的气体，行ii^成，以形成P微卜延膜
223。于^Klp掛卜延膜223来l真充沟槽4的内部。由此，可抑制沟槽开 口部分的阻挡。另一方面，可iM:使相邻沟槽之间的间隔Lt形成为大于沟 槽宽度Wt5W高生^g。
由此，当3131^卜延膜223填充沟槽4和制造半导術寸底时，可以协调
赠勾槽开口部分的阻挡的抑制和生^I^的提高。
(9) ,于通过pM^卜延膜223填充沟槽4内部中时至少i真充沟槽4
的最终工艺中，作为外,223的，成剝牛，相对于在沟槽侧面上生长 的外延膜，将沟槽开口部分中的生m^设置为比在该沟槽开口部分深的 部分中的生"feil^低。由此，抑制了由于外繊223而导致在沟槽开口部 分中的阻挡，并可提高在沟槽4中的±真充特性。
(10) 当将沟槽4的宽度，为"Wt"，将相邻沟槽4之间的间隔^g 成"Lt"，将n徵卜延膜2的杂质浓度设置为"Nel"，并将用于填充的p型 外延膜223的杂质浓度體为"Ne2"时，满足以下絲。
Ne2XWt=NelXLt (F7)
因此，魏结结构中进行最佳船形成中可进行优化。 (11)在第二工艺中形成p型(第二导电类型)夕卜延膜中，当将卤化 物气体的标准流速设置为X [slm]且将生^I^^g为Y [ ix m /分钟]时， 设置以下关系。即，当沟槽的纵横比小于10时设置繊足Y<0. 2X+0.1。 而且，当沟槽的纵横比为10或更大并且小于20时，^i足Y〈0. 2X+ 0.05。而且，当沟槽的纵横比为20或更大时设置自足Y〈0.2X。从用外延 膜有效i真充沟槽同日柳制 L隙产生的观点来说，雌这麟系。
在目前为止作出的说明中，将第一导电类型设置成n型，并且将第二 导电类型设S^P型。然而，相反地，也可以将第一导电类型设置成P型， 并且也可以将第二导电类型设置成n型(具体地，图26中，衬底l设置成 P+，区域5设置成n型，区域6设置成p型)。
上述公开内容具有以下方面。
根据本公开内容的第一方面，用于制造半导体器件的方、M括以下步 骤在硅衬底的主表面上形淑勾槽；舰1顿硅源气体和卤化物气体的混 合气tt硅衬底主表面上和沟槽中形成第一外延膜，从而用第一外延膜填 充沟槽；以及MM顿硅源气体和卤化物气体的另一混仏條第一外延 膜上形成第二外延膜。形^一外延膜的步骤具有在硅衬底的主表面上以 第一生^I度生长第一外延膜的第一工艺条件。形成第二外延膜的步骤具 有在硅衬底的主表面上以第二生^I^生长第二夕卜延膜的第二工艺割牛。 第二外延膜的第二生^g比第一外延膜的第一生"^I^大。
在，方法中，由于将卤化物气体用于形，一外延膜，因此在沟槽 中的第一外延膜基W具有孔隙。而且，由于第二外延膜的第二生"^！^ 比第一外延膜的第一生^^大，因此可改善生产时间，即器件的制造时 间。因此，简化了器件表面的平坦化。
或者，该方法可进一步包括步骤在形職二外延膜的步fe后对硅 衬底的主表面上的第二外延膜的表面进行抛光。
或者，在形，一外延膜的步骤中，可以以第一卣化物气^M使卣 化物气体流动。在形成第二外延膜的步骤中，可以以第二卣化物气MOI 使卤化物气体流动。第二卤化物气体流速小于第一卤化物气体流速，从而 第二外延膜的第二生^度大于第一外延膜的第一生^il度。而且，在形 成第二外延膜的步骤中，混合气体可以不包括卤化物气体，以使第二外延 膜的第二生^M比第一外謹的第一生^g大。
或者，在形，一外延膜的步骤中，可以以第一硅源气術 使硅源 气体流动。在形成第二外延膜的步骤中，可以以第二硅源气体 腿使硅源 气体流动。第二硅源气術荒动速度比第一硅源气^t动速度大，以i蝶二 外延膜的第二生^M比第一外延膜的第一生^g大。
或者，在形皿一外延膜的步骤中，第一工艺条件可包括第一工艺温 度。在形成第二外延膜的步骤中，第二工艺条件可包括第二工艺温度。第 二工艺温度高于第一工艺、温叟，以<，二外延膜的第二生^1度比第一外 延膜的第一 生^3I^大。
或者，在形麟一外延膜的步骤中，第一工艺^^牛可包括第一工艺压 力。在形麟二外延膜的步骤中，第二工艺割牛可包括第二工艺压力。第 二工艺压力比第一工艺压力大，以4錢二外延膜的第二生^1^比第一外 繊的第一 生^3M大。
或者，鄉職一外延膜的步骤中，第一外延膜可ilil低压CVD方法 形成，且在形麟二外繊的步骤中，第二外延膜可313i低压cvd方法形 成。而且，在形麟一外延膜的步骤中，第一外繊可M31《腿cvd方法
形成，且 ，二外延膜的步骤中，第二外延^^IM:大nffi力cvd方
法形成。
或者，在形，二外延膜的步骤中，第二工艺劍牛可包括不同于第一
工艺条件的至少两个不同的参数，以，二外延膜的第二生^3I度比第一
外延膜的第一生^ii^大，并且从由齒化物气^oi、硅源气体繊、工
艺温度和工艺压力构成的组中选择至少两个不同的参数。
或者，以使选自由卤化物气 31、硅源气体、工艺驢和工艺压力 构成的组中的至少一个参数逐渐改变从而使第二外延膜的第二生长速度比 第一外延膜的第一生^3M大的方式，将形成第一外延膜的步骤连续地切 换到形，二外延膜的步骤。
或者，该方法可进一步包括步骤通过^ffl高温计从硅衬底的主表面 侧监控第一外延膜的表面温度。当在预定监控^J^处高温计的输出信号变 得基本恒定时，将形皿一外延膜的步骤切换到形，二外延摸的步骤。
或者，卤化物气体可以是氯化氢气体、氯气、氟气、三氟化氯气体、 氟化氢气体或溴化氢气体。或者，硅源气体可以是甲^^烷气体、乙硅烷气 体、二氯^^气体1氯^^气体。
或者，沟槽可具有底和侧表面。沟槽的底部包括(110)晶面，而沟槽 的侧表面包括(111)晶面。而且，沟槽的底部可以包括(100)晶面，而 沟槽的侧表面可以包括(100)晶面。
或者，在形，一外^膜的步骤中，可以以+示准涼速使卣4七物气Ml 动，其限定为X ，单位为slm，可以以一生^Ijg来生长第一外延膜，其限 定为Y，单位为 ^，。当沟槽具有小于10的l^横比时，卣化物气体 的标准流速和第一外延膜的生"^M具有关系Y<0.2X+0.1。而且，当沟 牛曹具有等于或大于io且小于20的纵横比时，卣化物气体的标准自和第 一外延膜的生，度具有关系Y<0.2X+0.05。而且，当沟槽具有等于或 大于20的纵横比时，卣化物气体的标准^I和第一外延膜的生^M具有 关系Y〈0.2X。
或者，硅衬底可以具有第一导电类型。沟槽包括在硅衬底中的多个凹 槽。在相邻两个凹槽之间的硅衬底具有一宽度，该宽度大于凹槽宽度。第 一外延膜具有第二导电类型，JM—外延膜具有比硅衬底的杂质浓度高的 杂质浓度。而且，在形成第一外延膜的步骤中，在凹槽开口附近第一外延 膜的生皿度可以比凹槽中第一外延膜的生^3I度小。而且，将凹槽宽度 限定为W，且将相令晒个凹槽之间的硅衬底宽度限定为L。 )l,衬底的杂质
浓度限定为N1，并且将第一外延膜的杂M^浓度限定为N2。凹槽宽度、硅衬 底宽度、硅衬底杂质浓度和第一外延膜的杂质浓度具有关系N2XW-N1X L。
根据本公开内容的第二方面，用于制造半导体器件的方M括以下步
骤在硅衬底的主表面上形成沟槽；以及通过l顿硅源气体和卣化物气体 的混合气体在沟槽中形成外延膜，从而用该外延膜填充沟槽。在形成外延 膜的步骤中，在硅衬底的主表面上不形成外延膜，并且当沟槽中外延膜的 顶面和硅衬底的主表面处于同一平面时，完成形戯卜 的步骤。
在上述方法中，由于将卤化物气体用于形戯卜延膜，因此在沟槽中的 外延膜基本不具有 L隙。而且，简化了器件表面的平坦化。
根据本公开内容的第三方面，用于制造半导^ll件的方飽括以下步 骤在硅衬底的主表面上形鹏于沟槽的掩模；M穿过掩模开口嫩赔 衬底的主表面，在硅衬底主表面上形成沟槽；M使用硅源气体和卤化物 气体的混合气体在具有掩模的硅衬底的沟槽中形戯卜延膜，从而用外延膜 填充该沟槽；并且在形戯卜延膜的步骤之后去除该掩模。在形成外延膜的 步骤中，不在掩模上形成外延膜，且当沟槽中的外延膜顶表面和硅衬底的 主表面在同一平面上时完，，卜ia的步骤。
在，方法中，由于将卣化物气体用于形戯卜延膜，因此在沟槽中的 外延膜基杯具有孔隙。而且，简化了器件表面的平坦化。
根据本公开内容的第四方面，用于帝隨半导#^件的方,括以下步 骤在硅衬底的主表面上形鹏于沟槽的掩模；舰穿3 模开口嫩赔 衬底的主表面在硅衬底的主表面上形淑勾槽；通过使用硅源气体和卣化物 气体的混^体在具有掩模的硅衬底的沟槽中形戯卜延膜，从而用外延膜 ±真充沟槽，其中外延膜不形成在掩模上，且当沟槽中外延膜的顶表面比硅 衬底的主表面高时，完鹏戯卜延膜的步骤；M糊掩模作为抛光停止 层，光硅衬底主表面侧上的夕卜延膜表面，从而平坦化硅衬底的主表面侧; 并在抛形卜，表面的步m^后去除该掩模。
在上述方法中，由于将卤化物气体用于形成外，，因此在沟槽中的 外延膜基W具有孔隙。而且，简化了器件表面的平坦化。
或者，该方法可进一步包括步骤在去除掩模的步mt后氧化硅衬底 的主表面，以在主表面上形，牲氧化层；并且去除该牺牲氧化层。
根据本公开内容的第五方面，用于制造半导 件的方^括以下步 骤在硅衬底的主表面上形鹏于沟槽的掩模；通过穿过掩模开口蚀刻硅 衬底的主表面在硅衬底主表面上形淑勾槽；M4柳硅源气体和卤化物气 体的混^，掩模上和沟槽中形成外延膜，从而用夕卜延膜填充沟槽；通 过使用鄉莫作为抛光停止层来抛光在硅衬底的主表面侧上的外延膜表面， 从而平坦4七硅衬底的主表面侧；并且在抛光外延膜表面的步fe后去除该 掩模0
在上述方法中，由于卣化物气体用于形戯卜延膜，因jt匕在沟槽中的该 外延膜基本上不具有孔隙。而且，简化了器件表面的平坦化。
或者，在形戯卜繊的步骤中，掩丰处的夕卜延膜可由单晶制成。而且， 在形戯卜延膜的步骤中，在掩t肚的外薩可由多晶制成。
根据本公开内容的第六方面，外延生^2包括 一个室；體在该 室中并固定硅衬底的卡盘，其中硅衬底具有主表面，其上设置了沟槽；用 于控制硅源气体的气体鹏的第1流控制器，其中将硅源气体弓l入到室
中，以便在硅衬底上形，卜延膜；用于^S制齒化triH气体的气MBI的第
二气流控制器，其中将卤化物气体弓l入到室中；用于控制室中工艺鹏的 》鹏控制器；用于控制在室中的工艺压力的压力控制器；用于监體中硅 衬底上外延膜表面鹏的高温计；用于基于高温计的输出信号控制第1 流控制器、第二气驗制器、、鹏控制器和压力控制器中至少一个的主控 制器。主控制器切艇源气体的气# 、謝七物源气体的气#^1、工 艺^^和工艺压力中的至少一个，以便当在预定监控表面温度下高温计的 输出信号变得基本恒定,加外,的生"^i^。
舰舰i^fi，在沟槽中形戯卜EH而基杯具有孔隙。而且，简化了器件表面的平坦化。
根据本公开内容的第七方面，用^隨半导皿件的方^&括以下步 骤在第一导电类型的硅衬底上形麟一导电类型的第一外延膜；在第一 外延膜中形成多个沟槽，其中在相邻的两个沟槽之间的第一外延膜具有比 沟槽宽度大的宽度；在第一外延膜上和沟槽中形成第二导电类型的第二外 延膜，从而用第二外延膜填充沟槽，其中第二外延膜具有比第一外延膜高 的杂质浓度。形成第二外延膜的步骤包括最终步骤，在该步5聚中#^源气 体和卣化物气体的混^体用于形，二外延膜。
在上述方法中，在用第二外延膜填充沟槽之前没有用第二外延膜覆盖 沟槽开口。而且，由于在相邻的两个沟槽之间的第一外延膜具有比沟槽宽 度大的宽度，因此增加了第二外延膜的生"l^g
虽然已经参考其雌实施例描述了本发明，但是可以離，本发明不
限于iM实施例和结构。本发明旨在覆盖各种修改和等效设置。财卜，虽
然雌各种组合和结构，但是包括更多、更少或仅单个元件的其它组合和 结构也在本发明的精神和范围之内。
权利要求
1、一种用于制造半导体器件的方法，包括以下步骤在硅衬底(70)的主表面上形成沟槽(72)；以及通过使用硅源气体和卤化物气体的混合气体在该沟槽(72)中形成外延膜(73)，从而用该外延膜(73)填充该沟槽(72)，其中在形成该外延膜(73)的步骤中，在该硅衬底(70)的主表面上不形成该外延膜(73)，并且当该沟槽(72)中该外延膜(73)的顶面和该硅衬底(70)的主表面在同一平面上时，完成形成该外延膜(73)的步骤。
2、 一种用于制造半导体器件的方法，包括以下步骤 在硅衬底(80)的主表面上形，于沟槽(83)的掩模(82); 通过穿过该掩模(82)的开口蚀刻该硅衬底(80)的主表面，在该硅衬底(80)的主表面上形成沟槽(83);通过使用硅源气体和卤化物气体的混合气体具有该掩模(82)的该硅衬底(80)的沟槽(83)中形成外延膜(84)，从而用该外延膜(84)填充该沟槽(83);并且在形成外延膜(84)的步骤后去除该掩模(82),其中 在形成该外延膜(84)的步骤中，在该掩模(82)上不形成该外延膜 (84)，并且当该沟槽(4)中该外延膜(84)的顶面和该硅衬底(80)的主表面在 同一平面上时，完成形成该外延膜(84)的步骤。
3、 一种用于制造半导体器件的方法，包括以下步骤 在硅衬底(90)的主表面上形，于沟槽(93)的掩模(92); 通过穿过该掩模(92)的开口蚀刻该硅衬底(90)的主表面，在该硅衬底(90)的主表面上形成沟槽(93);通过使用硅源气体和卣化物气体的混仏体，在具有该掩模(92)的 该硅衬底(90)的沟槽(93)中形成外延膜(94)，从而用该外延膜(94) 填充该沟槽(93)，其中在该掩模(92)上不形戯卜延膜(94)，并且当该 沟槽(93)中该外延膜(94)的顶面比该硅衬底(90)的主表面高时完成 形成该外延膜(94)的步骤；通过使用该掩模(92)作为抛光停止层来对该硅衬底(90)的主表面 侧上的该外延膜(94)的表面进行抛光，以平坦化该硅衬底(90)的主表 面侧；并且在对该外延膜(94)的表面进行抛光的步骤后去除该掩模(92)。
4、 如权利要求3所述的方法，还包括步骤在去除该掩模(92)的步骤后氧化该硅衬底(90)的主表面，从而 在该主表面上形成牺牲氧化层；并且 去除该牺牲氧化层。
5、 一种用于制造半导体器件的方法，包括以下步骤 在硅衬底(90)的主表面上形成于沟槽(93)的掩模(92); 通过穿过该掩模(92)的开口蚀刻该硅衬底(90)的主表面，在该硅衬底(90)的主表面上形成沟槽(93);通过使用硅源气体和卣化物气体的混合气体在该掩模(92)上和该沟 槽(93)中形戯卜延膜(95)，从而用该外延膜(95)填充该沟槽(93);通过使用该掩模(92)作为抛光停止层来对该硅衬底(90)的主表面 侧上的该外延膜(95)的表面进行抛光，以平坦化该硅衬底(90)的主表 面侧；并且在对该外延膜(95)的表面进行抛光的步骤后去除该掩模(92)。
6、 如权利要求5戶M的方法，还包，骤在去除该掩模(92)的步mt后氧化该硅衬底(90)的主表面，从而 在该主表面上形自牲氧化层；并且去除该牺牲氧化层。
7、 如权利要求5或6戶皿的方法，其中在形戯卜延膜(95)的步骤中，该掩模(92)上的该外延膜(95)由 单晶制成。
8、 如权利要求5或6所述的方法，其中在形戯卜延膜(95)的步骤中，该掩模(92)上的，卜延膜(95)由 多晶制成。
9、 一种用于制造半导体器件的方法，包括以下步骤 在第一导电类型的硅衬底(1)上形成第一导电类型的第一外 (2); 在该第一外延膜(2)中形成多个沟槽(4)，其中相邻两个沟槽(4)之间的i魏一外延膜(2)具有一宽度，该宽度比该沟槽(4)的宽度大； 在该第一外延膜(2)上和该沟槽(4)中形成第二导电类型的第二外延膜(223)，从而用織二外延膜(223) 土真充该沟槽(4)，其中織二外自(223)具有比，一外自(2)的杂M^浓度高的杂M^浓度，其中 形成織二外鹏(223)的步骤包括最终步骤'在该最终步骤中，将硅源气体和靴物气体的混仏体用于形成織二外延膜(223)。
10、 如权利要求9所述的方法，其中在形成该第二外延膜(223)的步骤的最终步骤中，在该沟槽(4)开 口附近的该第二外延膜(223)的生，度比该沟槽(4)中，二外延膜 (223)的生，度小。
11、 如权利要求9所述的方法，其中将该沟槽(4)的宽度限定为W，将相邻的两个沟槽(4)之间的，一外延膜(2)的宽度限定为L， 将该第一外延膜(2)的杂质浓度P艮定为N1， 将该第二外延膜(223)的杂质浓度限定为N2， 该沟槽(4)的宽度、織一外延膜(2)的宽度、该第一外延膜(2) 的杂质浓度和该第二外延膜(223)的杂质浓度具有以下关系 N2XW=N1XL。
12、 如权利要求9一11中任一项所述得的方法，其中 鄉成该第二外延膜(223)的步骤中，将劍七物气体用于形成该第二外延膜(223),该卤化物气体具有标准箭速，其被限定为X，单位为slm， ，二外延膜(223)以一生长速度生长，该生长速度被限定为Y，单位为微米没分钟，该沟槽(4)具有小于10的纵横比，并且该卤化物气体的标准箭速和该第二外延膜(223)得生长速度具有以下关系Y<0, 2X+0.1。
13、 如权利要求9一ll中任一项所述的方法，其中 在形成織二外延膜(223)的步骤中，将卤化物气体用于形成该第二外延膜(223)，该卤化物气体具有标准流速, 其被限定为X，单位为slm， 该第二外延膜(223)以一生长速度生长，该生长速度被限定为Y，单位为微米每分钟,该沟槽(4)具有等于或大于10并且小于20的纵横比，并且 该卣4七物气体的标准流遞和，二外延膜(223)的生长速度具有以下 关系Y〈0.2X+0. 05。
14、如权利要求9一n中任一i砂;m的方法，其中在形成，二外延膜(223)的步骤中，将卣化物气体用于形成，二 外延膜(223)，该齒化物气体具有标准箭魂，其丰皮限定为X，单位为slm，该第二外延膜(223)以一生长速度生长，该生长速度被限定为Y，单 位是微米每分钟该沟槽(4)具有等于或大于20的纵横比，并且该卣化物气体的标准,和，二外延膜(223)的生长速度具有以下 关系Y<0. 2X。
全文摘要
用于制造半导体器件的方法包括步骤在硅衬底(1)的主表面上形成沟槽(4)；在主表面上和沟槽(4)中形成第一外延膜(20)；以及在第一外延膜(20)上形成第二外延膜(21)。形成第一外延膜(20)的步骤具有第一外延膜(20)的第一生长速度的第一工艺条件。形成第二外延膜(21)的步骤具有第二外延膜(21)的第二生长速度的第二工艺条件。第二生长速度比第一生长速度大。
文档编号H01L21/336GK101345196SQ20081012989
公开日2009年1月14日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者山内庄一, 山冈智则, 柴田巧, 野上彰二 申请人:株式会社电装;株式会社上睦可