Mosfet的bto結(jié)構(gòu)制造工藝方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，包括：步驟1、在N型外延層上沉積一層ONO結(jié)構(gòu)的硬掩膜板，并用干法刻蝕將硬掩膜板開(kāi)口；步驟2、進(jìn)行溝槽刻蝕，并在溝槽表面生長(zhǎng)一層熱氧化層，再在硅片表面整體沉積一層氮化硅層；步驟3、在所述溝槽中開(kāi)始沉積多晶硅，接著做對(duì)晶硅采用回刻工藝，使所述溝槽底部的多晶硅的厚度為所需要的厚度；步驟4、對(duì)所述溝槽底部的多晶硅進(jìn)行氧化，使其轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮徊襟E5、用濕法刻蝕方式去掉所述氮化硅層，硬掩膜板及溝道中裸露在外的所述熱氧化層與氮化硅的結(jié)合層，接著在溝槽中熱生長(zhǎng)柵氧化層，形成多晶硅柵；步驟6、按照MOSFET后續(xù)工藝流程，最終形成MOSFET結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能避免了使用HDP?Oxide的方式引起的工藝控制的難點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于功率絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)，傳統(tǒng)的底部后氧化層(BTO)其基本都采用高密度等離子體養(yǎng)護(hù)層(HDP Oxide)的方式沉積，再用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)和濕法刻蝕(wet etch)的方式將氧化層刻蝕到需要的厚度，由于此方法會(huì)使溝槽(trench)底部的氧化層厚度的均勻性比較難控制，而且高密度等離子體也會(huì)導(dǎo)致(trench)底部的硅蝕刻(silicon etch),因此這種方式?jīng)Q定溝槽(trench)底部的氧化層厚度波動(dòng)(oxide thkvariation)和trench頂端的娃蝕刻(silicon etch)是工藝控制的一個(gè)難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，能避免采用HDP Oxide引起的工藝控制難點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的一種MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，包括:
[0005]步驟1、在N型外延層上沉積一層氧化硅-氮化硅-氧化硅結(jié)構(gòu)的硬掩膜板，并用干法刻蝕將硬掩膜板開(kāi)口；
[0006]步驟2、在所述硬掩膜板開(kāi)口位置進(jìn)行溝槽刻蝕，并在溝槽表面生長(zhǎng)一層熱氧化層，再在娃片表面整體沉積一層氮化娃層，即在溝槽表面形成一層熱氧化層與氮化娃的結(jié)合層；
[0007]步驟3、在所述溝槽中開(kāi)始沉積多晶硅，接著做對(duì)晶硅采用回刻工藝，使所述溝槽底部的多晶硅的厚度為1000-3000埃；
[0008]步驟4、對(duì)所述溝槽底部的多晶硅進(jìn)行氧化，使其全部轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮?br> [0009]步驟5、所述多晶硅氧化做完之后，用濕法刻蝕方式去掉所述氮化硅層、所述硬掩膜板及溝道中裸露在外的所述熱氧化層與氮化硅的結(jié)合層，接著在溝槽中熱生長(zhǎng)柵氧化層，完成之后再溝槽中沉積多晶硅，并進(jìn)行多晶硅回刻及退火工藝，形成多晶硅柵。
[0010]進(jìn)一步的，步驟I中所述氧化硅-氮化硅-氧化硅結(jié)構(gòu)中，從上到下三者的厚度范圍分別為 1000-3000 埃、100-1000 埃及 250-1000 埃。
[0011]進(jìn)一步的，步驟2中所述熱氧化層的厚度為100-1000埃。
[0012]進(jìn)一步的，步驟2中所述熱氧化層的厚度為250埃。
[0013]進(jìn)一步的，步驟2中所述氮化硅層的厚度為10-1000埃。
[0014]進(jìn)一步的，步驟2中所述氮化硅層的厚度為200埃。
[0015]進(jìn)一步的，步驟I中所述氧化硅-氮化硅-氧化硅結(jié)構(gòu)中，從上到下三者的厚度范圍分別為2000埃、500埃及500埃。[0016] 本發(fā)明的提出了一種MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，使得溝槽底部的氧化層厚度的均勻性容易控制，并且避免了使用高密度等離子體養(yǎng)護(hù)層(HDPOxide)的方式導(dǎo)致的(trench)頂部的娃蝕刻的問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0018]圖1是本發(fā)明MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法流程圖；
[0019]圖2a_2f是本發(fā)明MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法各步驟結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]主要附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0021 ]N型襯底21N型外延層22
[0022]硬掩膜板23氧化硅231
[0023]氮化硅232氧化硅233
[0024]氮化硅層23熱氧化層與氮化硅的結(jié)合層25
[0025]多晶硅26氧化物27
[0026]柵氧化層28多晶硅柵29
[0027]P 阱 210源極 211
[0028]介質(zhì)層212金屬層213
[0029]接觸口214
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使貴審查員對(duì)本發(fā)明的目的、特征及功效能夠有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，以下配合附圖詳述如后。
[0031]如圖1、圖2a-圖2f所示，本發(fā)明MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，包括:
[0032]步驟1、在N型外延層上沉積硬掩膜板并開(kāi)口，具體的為:在N型外延層(NEpi)22上沉積一層0N0(0xide-SIN_0xide，氧化硅231-氮化硅232-氧化硅233)結(jié)構(gòu)的硬掩膜板(hardmask)23，并用干法刻蝕(DRY Etch)將hardmask開(kāi)口，如圖2a，其中包括N型基底21。所述ONO結(jié)構(gòu)中，從上到下三者的厚度分別為氧化硅231的厚度為1000-3000埃，氮化硅232的厚度為100-1000埃，氧化硅233的厚度為250-1000埃，優(yōu)選的從上到下三者的厚度分別為2000埃、500埃及500埃。
[0033]步驟2、溝槽刻蝕,具體的為Hardmask開(kāi)口刻蝕完之后,在所述開(kāi)口位置進(jìn)行溝槽刻蝕(trench etch),并在溝槽表面生長(zhǎng)一層熱氧化層(thermal Oxide),厚度可以為100-1000埃，優(yōu)選的為250埃，再在硅片表面整體沉積一層氮化硅層(SIN) 24，厚度可以為10-1000埃，優(yōu)選的為200埃，即在溝槽表面形成一層熱氧化層與氮化硅的結(jié)合層(thermal0xide+SIN)25，如圖 2b。
[0034]步驟3、溝槽底部沉積多晶硅，具體的為:在溝槽中開(kāi)始沉積多晶硅(gatepoly)，接著做對(duì)晶硅采用回刻工藝(Poly etch back)，使溝槽底部的多晶硅26的厚度為所需要的厚度，該厚度可以為1000-3000埃，如圖2c。
[0035]步驟4、將溝槽底部的多晶硅全部轉(zhuǎn)化為氧化物，具體的為:對(duì)溝槽底部的多晶硅26進(jìn)行氧化，由于多晶硅26下面以及多晶硅26以外區(qū)域全部有SIN保護(hù)，所以氧化反應(yīng)只會(huì)發(fā)生在trench底部的多晶硅26上面，多晶硅26氧化完成之后，轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?7，如圖2d。
[0036]步驟5、多晶硅柵的形成，具體的為:多晶硅26氧化做完之后，用濕法刻蝕方式去掉氮化硅層(SIN) 24，硬掩膜板(hardmask) 23及溝道中裸露在外的熱氧化層與氮化硅的結(jié)合層(thermal Oxide+SIN) 25,接著在溝槽中熱生長(zhǎng)柵氧化層(Gate oxide) 28,完成之后再溝槽中沉積多晶硅柵(Gate Poly)，并進(jìn)行多晶硅柵回刻及退火工藝，形成多晶硅柵29，如圖2e。
[0037]步驟6、按照MOSFET后續(xù)工藝流程，最終形成MOSFET結(jié)構(gòu)；具體的為:進(jìn)行P阱注入(P-body Imp)并推進(jìn)(P-Body drive in)形成P講210,源極注入(N+Imp)形成源極211,沉積介質(zhì)層(ILD deposit)并對(duì)其進(jìn)行退火工藝(ILD anneal)形成介質(zhì)層212,然后進(jìn)行接觸刻蝕(Contact etch)及注入，形成接觸口 214，最后，在介質(zhì)層212的上面進(jìn)行金屬沉積(Metal deposit)及刻蝕(Metal etch),形成金屬層213,如圖2f。
[0038]以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，其特征在于，包括: 步驟1、在N型外延層上沉積一層氧化硅-氮化硅-氧化硅結(jié)構(gòu)的硬掩膜板，并用干法刻蝕將硬掩膜板開(kāi)口； 步驟2、在所述硬掩膜板開(kāi)口位置進(jìn)行溝槽刻蝕，并在溝槽表面生長(zhǎng)一層熱氧化層，再在娃片表面整體沉積一層氮化娃層，即在溝槽表面形成一層熱氧化層與氮化娃的結(jié)合層； 步驟3、在所述溝槽中開(kāi)始沉積多晶硅，接著做對(duì)晶硅采用同刻工藝，使所述溝槽底部的多晶硅的厚度為1000-3000埃； 步驟4、對(duì)所述溝槽底部的多晶硅進(jìn)行氧化，使其全部轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸铮? 步驟5、所述多晶硅氧化做完之后，用濕法刻蝕方式去掉所述氮化硅層、所述硬掩膜板及溝道中裸露在外的所述熱氧化層與氮化硅的結(jié)合層，接著在溝槽中熱生長(zhǎng)柵氧化層，完成之后再溝槽中沉積多晶硅，并進(jìn)行多晶硅回刻及退火工藝，形成多晶硅柵。
2.如權(quán)利要求1所述的MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，其特征在于，步驟I中所述氧化硅-氮化硅-氧化硅結(jié)構(gòu)中，從上到下三者的厚度范圍分別為1000-3000埃、100-1000埃及250-1000埃。
3.如權(quán)利要求1所述的MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，其特征在于，步驟2中所述熱氧化層的厚度為100-1000埃。
4.如權(quán)利要求3所述的MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，其特征在于，步驟2中所述熱氧化層的厚度為250埃。
5.如權(quán)利要求1所述的MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，其特征在于，步驟2中所述氮化硅層的厚度為10-1000埃。
6.如權(quán)利要求5所述的MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，其特征在于，步驟2中所述氮化硅層的厚度為200埃。
7.如權(quán)利要求2所述的MOSFET的BTO結(jié)構(gòu)制造工藝方法，其特征在于，步驟I中所述氧化硅-氮化硅-氧化硅結(jié)構(gòu)中，從上到下三者的厚度范圍分別為2000埃、500埃及500埃。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK103943503SQ201310024341
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月23日
【發(fā)明者】羅清威, 房寶青 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司