用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，包括：步骤1、ONO结构的刻蚀阻挡层的形成；步骤2、刻蚀阻挡层开孔刻蚀；步骤3、深沟槽刻蚀及栅氧生长；步骤4、栅多晶硅填充及同刻；步骤5、第二层氧化膜刻蚀；步骤6，、多晶硅氧化；步骤7、预留部分的氮化膜刻蚀；步骤8、预留部分的第一层氧化膜刻蚀；步骤9、沟槽式接触孔形成。本发明解决了小间距尺寸的沟槽功率绝缘栅场效应晶体管中接触孔对准精度问题，提高工艺可控性，为进一步缩小沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的间距尺寸提供了可行的解决方案。
【专利说明】用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导休集成电路制造工艺方法，特别是涉及一种用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法。
【背景技术】
[0002]随着沟槽功率绝缘栅场效应晶体管(trench power mos)的晶胞之间的间距(pitch size)不断缩小,接触孔到沟槽(contact to trench)间距的套准精度便成为了一个棘手的问题。为了减少接触孔(contact)的接触电阻，往往需要辅以接触孔注入或挖接触孔沟槽(CT trench)后再注入的形式。因此，接触孔到沟槽(contact to trench)的间距需要保证一定宽度以防止沟槽(trench)侧壁的沟道(channel)受注入的影响。当原胞步距(cellpitch)小于I微米后，能留给接触孔到沟槽(contact to trench)的宽度就非常小，对于接触孔(CT)光刻套准精度的要求高，工艺难以控制。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，解决了小间距尺寸(小于I微米)的沟槽功率绝缘栅场效应晶体管中接触孔对准精度问题，为进一步缩小沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的间距尺寸(pitch size)提供了可行的解决方案。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供的用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，包括:
[0005]步骤1、0N0结构的刻蚀阻挡层的形成，具体为首先使用热氧化工艺在硅衬底上生长第一层氧化膜，然后使用化学气相沉积成长氮化膜，最后使用化学气相沉积成长第二层氧化膜；
[0006]步骤2、刻蚀阻挡层开孔刻蚀，具体为使用一步干法刻蚀将光刻曝光区域的所述刻蚀阻挡层刻蚀至所述硅衬底表曲；
[0007]步骤3、深沟槽刻蚀及栅氧生长，具体为首先使用干法刻蚀沿所述刻蚀阻挡层打开的区域，刻蚀形成深沟槽，然后使用热氧化工艺在所述深沟槽侧壁成长栅氧；
[0008]步骤4、栅多晶硅填充及回刻，具体为在所述深沟槽中填入多晶硅，然后回刻所述多晶硅至所述刻蚀阻挡层表面；
[0009]步骤5、第二层氧化膜刻蚀，具体为使用的湿法刻蚀工艺，将第二层氧化膜全部刻蚀掉；
[0010]步骤6，、多晶硅氧化，具体为使用热氧化工艺在突出的所述多晶硅上氧化形成的
第三层氧化膜；
[0011]步骤7、预留部分的氮化膜刻蚀，具体为使用干法刻蚀，将预留部分的氮化膜刻蚀掉；
[0012]步骤8、预留部分的第一层氧化膜刻蚀，具体为使用干法刻蚀，将预留部分的第一层氧化膜刻蚀掉；
[0013]步骤9、沟槽式接触孔形成，具体为进行沟槽通孔刻蚀，形成沟槽式接触孔。
[0014]进一步的，步骤I中所述第一层氧化膜的厚度为100-300埃，氮化膜的厚度为100-300埃，第二层氧化膜的厚度为3000-6000埃。
[0015]进一步的，步骤6中所述第三层氧化膜的厚度为2000-4000埃。
[0016]进一步的，步骤6中所述多晶硅被氧化后顶部变为圆形结构。
[0017]进一步的，步骤6中所述多晶硅顶部被ONO结构包围。
[0018]进一步的，步骤6中所述多晶硅突出所述硅衬底的高度为3000-5000埃。
[0019]进一步的，步骤9中所述进行沟槽通孔刻蚀具体为使用对硅、氧化硅选择比大于10: I的刻蚀条件进行沟槽通孔刻蚀。
[0020]一种沟槽功率绝缘栅场效应晶体管，所述多晶硅被氧化后顶部变为圆形结构且被ONO结构包围。
[0021]进一步的，所述多晶硅突出所述硅衬底的高度为3000-5000埃。
[0022]本发明的用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，解决了小间距尺寸(小于I微米)的沟槽功率绝缘栅场效应晶体管中接触孔对准精度问题，提高工艺可控性，为进一步缩小沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的间距尺寸(pitch size)提供了可行的解决方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0024]图1-9是本发明自对准工艺方法各流程结构示意图。
[0025]主要附图标记说明:
[0026]硅衬底11刻蚀阻挡层12
[0027]第二层氧化膜121 氮化膜122
[0028]第一层氧化膜123 深沟槽13
[0029]栅氧14多晶硅15
[0030]第三层氧化膜16 沟槽式接触孔17
【具体实施方式】
[0031]为使贵审查员对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，以下配合附图详述如后。
[0032]本发明用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，包括:
[0033]步骤1、(^0(氧化膜-氮化膜-氧化膜)结构的刻蚀阻挡层(hardmask) 12的形成，具体为首先使用热氧化工艺在硅衬底11上生长第一层氧化膜123，厚度100-300埃(A),然后使用LPCVD (化学气相沉积)成长氮化膜122，厚度100-300埃(A )，最后使用化学气相沉积成长第二层氧化膜121，厚度3000-6000埃(A);如图1所示。
[0034]步骤2、刻蚀阻挡层12开孔刻蚀，具体为使用一步干法刻蚀将光刻曝光区域的ONO结构的刻蚀阻挡层12刻蚀至硅衬底11表面，如图2所示。
[0035]步骤3、深沟槽刻蚀及栅氧生长，具体为首先使用干法刻蚀沿刻蚀阻挡层12打开的区域，刻蚀形成深沟槽13，然后使用热氧化工艺在深沟槽13侧壁成长栅氧14，;如图3所
/Jn ο
[0036]步骤4、栅多晶硅填充及回刻，具体为在深沟槽13中填入多晶硅15，然后回刻多晶硅15至刻蚀阻挡层12表面，如图4所示。
[0037]步骤5、第二层氧化膜刻蚀，具体为使用氢氟酸药液的湿法刻蚀，将第二层氧化膜121全部刻蚀掉，因氢氟酸对氮化膜无刻蚀，所以氮化膜得以保留；如图5所示。
[0038]步骤6，、多晶硅氧化，具体为使用热氧化工艺在突出的多晶硅上氧化形成2000-4000埃(A)的第三层氧化膜16，氧化完成后突出的多晶硅15的顶部被氧化变为圆形结构，并且被ONO结构包围；多晶硅15突出硅衬底11的高度为3000-5000埃(A);如图6所
/Jn ο
[0039]步骤7、氮化膜刻蚀，具体为使用干法刻蚀，将预留部分的氮化膜122刻蚀掉，如图7所示。
[0040]步骤8、第一层氧化膜刻蚀，具体为使用干法刻蚀，将预留部分的第一层氧化膜123刻蚀掉，如图8所示。
[0041]步骤9、沟槽式接触孔形成，具体为使用对硅、氧化硅选择比大于10: I的刻蚀条件进行沟槽通孔刻蚀，形成沟槽式接触孔17，如图9所示。
[0042]以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，其特征在于，包括: 步骤1、ONO结构的刻蚀阻挡层的形成，具体为首先使用热氧化工艺在硅衬底上生长第一层氧化膜，然后使用化学气相沉积成长氮化膜，最后使用化学气相沉积成长第二层氧化膜； 步骤2、刻蚀阻挡层开孔刻蚀，具体为使用一步干法刻蚀将光刻曝光区域的所述刻蚀阻挡层刻蚀至所述硅衬底表面； 步骤3、深沟槽刻蚀及栅氧生长，具体为首先使用干法刻蚀沿所述刻蚀阻挡层打开的区域，刻蚀形成深沟槽，然后使用热氧化工艺在所述深沟槽侧壁成长栅氧； 步骤4、栅多晶硅填充及回刻，具体为在所述深沟槽中填入多晶硅，然后回刻所述多晶硅至所述刻蚀阻挡层表面； 步骤5、第二层氧化膜刻蚀，具体为使用湿法刻蚀工艺，将第二层氧化膜全部刻蚀掉； 步骤6，、多晶硅氧化，具体为使用热氧化工艺在突出的所述多晶硅上氧化形成的第三层氧化膜； 步骤7、预留部分的氮化膜刻蚀，具体为使用干法刻蚀，将预留部分的氮化膜刻蚀掉； 步骤8、预留部分的第一层氧化膜刻蚀，具体为使用干法刻蚀，将预留部分的第一层氧化膜刻蚀掉； 步骤9、沟槽式接触孔形成，具体为进行沟槽通孔刻蚀，形成沟槽式接触孔。
2.如权利要求1所述用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，其特征在于，步骤I中所述第一层氧化膜的厚度为100-300埃，氮化膜的厚度为100-300埃，第二层氧化膜的厚度为3000-6000埃。
3.如权利要求1所述用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，其特征在于，步骤6中所述第三层氧化膜的厚度为2000-4000埃。
4.如权利要求1所述用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，其特征在于，步骤6中所述多晶硅被氧化后顶部变为圆形结构。
5.如权利要求1所述用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，其特征在于，步骤6中所述多晶硅被ONO结构包围。
6.如权利要求1所述用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，其特征在于，步骤6中所述多晶硅突出所述硅衬底的高度为3000-5000埃。
7.权利要求1所述的用于沟槽功率绝缘栅场效应晶体管的自对准工艺方法，其特征在于，步骤9中所述进行沟槽通孔刻蚀具体为使用对硅、氧化硅选择比大于10: I的刻蚀条件进行沟槽通孔刻蚀。
8.利用如权利要求1所述方法形成的沟槽功率绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述多晶硅被氧化后顶部变为圆形结构且被ONO结构包围。
9.如权利要求7所述的沟槽功率绝缘栅场效应晶体管，其特征在于，所述多晶硅突出所述硅衬底的高度为3000-5000埃。
【文档编号】H01L21/60GK104037082SQ201310068065
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月4日 优先权日:2013年3月4日
【发明者】陈正嵘, 丛茂杰, 陈菊英 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司