[發明專利]超深溝槽的多級刻蝕與填充方法

有效

• 申請號: 200810044051.9
• 申請日: 2008-12-04
• 公開（公告）號: CN101752225A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 錢文生;王飛
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/20;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 周赤

1.一種超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，所述超深溝槽為20μm以上深度的溝槽，其特征是：該方法包括如下步驟：

第1步，將超深溝槽由下至上地分解為第1級溝槽到第n級溝槽，n為大于等于2的整數，所述第1級溝槽到第n級溝槽的深度之和為超深溝槽的深度；

第2步，在N型硅襯底(10)上外延淀積一層N型外延層(11)，所述N型外延層(11)的厚度大于第1級溝槽的深度，再在N型外延層(11)上淀積一層氧化硅(12)；

第3步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片的部分區域內刻蝕掉氧化硅(12)和部分N型外延層(11)，直至刻蝕掉的N型外延層(11)的深度為第1級溝槽(21)的深度，形成第1級溝槽(21)；

第4步，在第1級溝槽(21)內以外延工藝淀積一層P型單晶硅(13)，該層P型單晶硅(13)高出N型外延層(11)的表面；

第5步，先去除氧化硅(12)，再采用化學機械拋光工藝平坦化P型單晶硅(13)直至與N型外延層(11)的表面齊平；

第6步，在N型外延層(11)上再外延淀積一層N型外延層(14)，所述N型外延層(14)的厚度等于第二級溝槽(22)的深度，再在N型外延層(14)上淀積一層氧化硅(15)；

第7步，采用光刻和刻蝕工藝在硅片的部分區域內刻蝕掉氧化硅(15)和部分N型外延層(14)，直至刻蝕掉部分P型單晶硅(13)，形成第2級溝槽(22)；

第8步，在第2級溝槽(22)內以外延工藝淀積一層P型單晶硅(16)，該層P型單晶硅(16)高出N型外延層(14)的表面；

第9步，先去除氧化硅(15)，再采用化學機械拋光工藝平坦化P型單晶硅(16)直至與N型外延層(14)的表面齊平；

重復第6～9步直至完成第n級溝槽的刻蝕與填充。

2.根據權利要求1所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述方法的第1步中，將超深溝槽以一個劃分標準等分，第1級溝槽至第n-1級溝槽的深度等于該劃分標準，第n級溝槽的深度小于或等于該劃分標準。

3.根據權利要求2所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述劃分標準為10μm。

4.根據權利要求1所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述方法的第2步和第6步中，所述N型外延層(11、14)的摻雜濃度低于N型硅襯底(10)的摻雜濃度，所述氧化硅(12、15)的厚度為

5.根據權利要求1所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述方法的第2步中，N型外延層(11)的厚度大于第1級溝槽的深度的數值是

6.根據權利要求1所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述方法的第3步和第7步中，采用相同的光刻掩模版。

7.根據權利要求1所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述方法的第4步中，P型單晶硅(13)高出N型外延層(11)的表面的數值是

8.根據權利要求1所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述方法的第7步中，刻蝕掉的P型單晶硅(13)的厚度為

9.根據權利要求1所述的超深溝槽的多級刻蝕與填充方法，其特征是：所述方法的第8步中，P型單晶硅(16)高出N型外延層(14)的表面的數值是