专利名称：沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法。
背景技术：
传统的沟槽型功率晶体管的结构如图1所示，其在基底1上形成有外延层2垫氧化层3以及氮化硅硬式掩膜层或氧化物硬幕罩层4，并通过干蚀刻定义有沟槽区域5。现有技术中干蚀刻形成沟槽5后，会直接进行角部圆滑蚀刻，再通过BOE (含氟离子溶液)将表面的氧化物硬幕罩层4去除，然后再进行生长牺牲氧化层、去除牺牲氧化层、生长栅氧化层和栅极多晶硅层的工艺。由于在干蚀刻后，会有成分为Si和0的副产物附着在沟槽侧壁，在随后的角部圆滑蚀刻后，这些侧壁副产物的影响造成侧壁不平坦、粗糙，同时在后续牺牲氧化层的生长和去除也无法完全消除粗糙度，最终造成栅氧化层厚度的不均勻，严重影响器件的可靠度和电性。同时，在BOE去除表面氧化物硬幕罩层4的过程中，也会相应的产生主要成分为Si 和0的膜状副产物，后续牺牲氧化层生长和去除的工艺无法去除此类膜状物，造成栅极多晶硅无法填入沟槽，从而使得器件失效。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法，能清除掉上述主要成分为Si和0的副产物。本发明沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法，在形成沟槽后，进行步骤1 第一次RCA清洗；步骤2 第一次DHF清洗；步骤3 第二次RCA清洗。作为优选，在BOE将氧化物硬幕罩层去除后，进行步骤4 第三次RCA清洗；步骤5 第二次DHF清洗。作为优选，所述RCA清洗中的一次或多次采用APM清洗液。作为优选，所述APM清洗液按照以下重量比混合而成NH4OH H2O2 H2O = 1 4 20。作为优选，所述APM清洗液的使用温度是30 80°C。作为优选，所述第一次和/或第二次DHF清洗的清洗液按照以下重量比混合而成 HF H2O = 1 5 20。作为优选，上述清洗液的使用温度是20 25°C。作为优选，所述RCA清洗时间为30 600秒/次。
作为优选，所述DHF清洗时间为30 600秒/次。本发明沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法，通过采用多次清洗相结合的方式，有利于彻底清除沟槽型晶体管中的副产物。可以提高栅氧化层厚度的均勻性，并有利于栅极多晶硅在沟槽中的填入，因此能显著提高晶体管的电性和良率。
图1是现有技术中形成沟槽的晶片；图2是现有技术中角部圆滑蚀刻前的沟槽侧壁的SEM图；图3是现有技术中栅氧化层生长和栅极多晶硅层沉积的沟槽表面的SEM图；图4是图2的沟槽侧壁在采用本发明清洗方法后的SEM图；图5是图3的沟槽表面在采用本发明清洗方法后的SEM图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。比较例如图1所示，现有技术中形成沟槽包括在基底1上形成有外延层2，垫氧化层3以及氮化硅硬式掩膜层或氧化物硬幕罩层4，并通过干蚀刻定义有沟槽区域5。在形成沟槽后，通常会在后续直接进行角部圆滑蚀刻。图2所示为现有技术中角部圆滑蚀刻前的沟槽侧壁的SEM图，可以在图中明显看到侧壁上的不平坦、粗糙的结构，该部分即主要成分为Si 和0的副产物。副产物的残留会对后续栅氧化层的沉积产生影响，使其厚度不均勻，严重影响器件的可靠度及电性。在干蚀刻形成的沟槽5上进行角部圆滑蚀刻，然后通过BOE (含氟离子溶液)将表面的氧化物硬幕罩层4去除。但是，如图3所示，在沟槽5底部表面会形成膜状副产物，其主要成分也为Si和0。该膜状物由于在接下来的生长和去除牺牲氧化层的步骤中不能被去除，因此，其残留会造成栅极多晶硅层无法填入沟槽，从而造成器件失效。实施例本实施例在形成图2所示的沟槽后，还进行以下清洗工艺步骤1 第一次RCA清洗；RCA清洗是1965年由Kern和Puotinen等人在N. J. Princeton的RCA实验室首创，并由此而得名。目前RCA清洗是半导体制造领域中一种普遍使用的湿式化学清洗法，其主要包括以下 青洗液SPM(H2SO4M2O2)，APM(NH4OH/H2O2/H2O)，HPM(HC1/H202/H20)。作为优选，本发明第一次RCA清洗采用APM清洗液，并可按照以下重量比混合而成NH4OH H2O2 H2O = 1 4 20。所述APM清洗液的使用温度是30 80°C。第一次 RCA清洗时间可以为30 600秒，优选300秒。第一次RCA清洗液也可以采用除APM清洗液之外的其它清洗液，本发明并不受限于此。步骤2 第一次DHF清洗；DHF清洗液即采用HF的稀释液清洗，优选按照以下重量比混合而成HF H2O =
41 5 20。第一次DHF清洗时间可以为30-600秒，优选300秒。所述清洗液的使用温度是 20 25°C。步骤3 第二次RCA清洗。与第一次RCA清洗相似，第二次RCA清洗可以采用APM清洗液，也可以采用其它 RCA清洗液。并可以采取与第一次RCA清洗相同或不同的清洗时间和温度。图4所示为通过上述清洗工艺之后的沟槽侧壁，很明显可以观察到原来不平坦、 粗糙的部分已经消失，侧壁光滑平坦，说明其中成分为Si和0的副产物已经去除。因此能够保证后续工艺中栅极氧化层的均勻沉积。由于BOE (含氟离子溶液)将表面的氧化物硬幕罩层4去除会在沟槽5底部表面形成膜状副产物，因此本实施例还包括清洗该膜状副产物的工艺，包括 步骤4 第三次RCA清洗；与第一次或第二次RCA清洗相似，第三次RCA清洗可以采用APM清洗液，也可以采用其它RCA清洗液。并可以采取与第一次或第二次RCA清洗相同或不同的清洗时间和温度。步骤5 第二次DHF清洗。第二次DHF清洗可以采用与第一次DHF同样浓度的HF稀释液，也可以采用不同浓度的稀释液。并可以采用与第一次DHF清洗相同或不同的清洗时间和温度。采用上述清洗后，沟槽表面的SEM图如图5所示，可以看到沟槽底部平面光滑，没有任何膜状物存在，说明采用本实施例的清洗方法后，能够有效地去除成分为Si和0的膜状副产物。在形成上述光滑平整的沟槽结构后，将继续后续的牺牲氧化层的去除与生长，栅氧化层的生长和栅极多晶硅层的沉积，形成结构优良的沟槽型功率晶体管。从上述的说明可知，本发明沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法，通过采用多次清洗相结合的方式，有利于彻底清除沟槽型晶体管中的副产物。可以提高栅氧化层厚度的均勻性，并有利于栅极多晶硅在沟槽中的填入，因此能显著提高晶体管的电性和良率。应当理解，本发明虽然已通过以上实施例及其附图而清楚说明，然而在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法，其特征在于，在形成沟槽后，进行 步骤1:第一次RCA清洗；步骤2 第一次DHF清洗； 步骤3 第二次RCA清洗。
2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在BOE将氧化物硬幕罩层去除后，进行步骤4 第三次RCA清洗； 步骤5 第二次DHF清洗。
3.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，所述RCA清洗中的一次或多次采用APM清洗液。
4.根据权利要求3所述的清洗方法，其特征在于，所述APM清洗液按照以下重量比混合而成=NH4OH H2O2 H2O = 1 4 20。
5.根据权利要求3所述的清洗方法，其特征在于，所述APM清洗液的使用温度是30 80 "C。
6.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，所述第一次和/或第二次DHF清洗的清洗液按照以下重量比混合而成HF H2O= 1 5 20。
7.根据权利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗液的使用温度是20 25 °C。
8.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，所述RCA清洗时间为30 600秒/次。
9.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，所述DHF清洗时间为30 600秒/次。
全文摘要
本发明提出了沟槽型功率晶体管中副产物的清洗方法，在形成沟槽后，进行第一次RCA清洗、第一次DHF清洗和第二次RCA清洗。本发明通过采用多次清洗相结合的方式，有利于彻底清除沟槽型晶体管中的副产物。可以提高栅氧化层厚度的均匀性，并有利于栅极多晶硅在沟槽中的填入，因此能显著提高晶体管的电性和良率。
文档编号H01L21/00GK102270559SQ20101019453
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者石亮, 胡明华 申请人:和舰科技(苏州)有限公司