[發明專利]一種功率MOS器件硅溝槽制作方法

有效

• 申請號: 201110032785.7
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102142377A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 張鵬;熊愛華;梅海軍;李豪;林立桂;林善彪
• 申請（專利權）人: 福建福順微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/027;H01L21/308;H01L21/3065
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種功率MOS器件硅溝槽制作方法。

背景技術

隨著功率MOS器件更多的應用到通訊及個人便攜式電腦等電子設備上，對于功率MOS器件的功率損耗的要求也不斷提高。在器件設計上，需要不斷縮小每個單元器件的尺寸，提高器件集成度。然而，隨著原胞的尺寸的不斷縮小，對工藝加工的要求也越來越高，特別是在不同尺寸深溝槽的半導體結構中，干刻后的溝深及形貌的控制成為決定產品性能的重要因素。

深溝槽結構大功率MOS管已成為大功率MOS管發展的趨勢?，F在大多數的高性能大功率MOS管都是采用該種結構。

因此生產廠家如何利用本身現有資源來實現溝槽刻蝕已成為重中之重。。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功率MOS器件硅溝槽制作方法，該方法操作簡單，易于控制，只需控制硅溝槽刻蝕過程中各步驟的刻蝕時間即可控制溝槽的形貌。

本發明的技術方案在于：一種功率MOS器件硅溝槽制作方法，其特征在于：按以下步驟進行：

1）進行LPSiN掩蔽層的刻蝕；

2）進行硅溝槽的刻蝕。

所述LPSiN掩蔽層的刻蝕按以下步驟進行：a）去除光刻顯影后殘留的LPSiN表面膠底膜，刻蝕量為100????????????????????????????????????????????????~500；b）穩定步，調整工藝參數，穩定壓力，以便主刻蝕開始時能快速放電并穩定；c）主刻蝕，對LPSiN層進行刻蝕，刻蝕速度為1000/min~3000/min，刻蝕均勻性≤2.0，圖形剖面傾斜度α≥86°，刻蝕時間由終點檢測法控制；d）過刻蝕，刻蝕時間為步驟c）的10%~40%；e）薄氧化層刻蝕，根據薄氧化層的厚度刻蝕時間為20秒~60秒。

所述步驟a）過程中的工藝參數為O₂流量1SCCM~10SCCM，He~O₂流量5SCCM~20SCCM，刻蝕腔壓力20mtorr~50mtorr，射頻功率100W~200W。

所述步驟b）過程中的工藝參數為SF₆流量40SCCM~80SCCM，刻蝕腔壓力80mtorr?~120mtorr，磁場強度20GAUSS~60GAUSS。

所述步驟c）過程中的工藝參數為SF₆流量40SCCM~80SCCM，刻蝕腔壓力80mtorr?~120mtorr，磁場強度20GAUSS~60GAUSS，射頻功率100W~300W，所述終點檢測法為光譜分析法。

所述步驟d）過程中的工藝參數為SF₆流量40SCCM~80SCCM，HBr流量0~20SCCM，刻蝕腔壓力80mtorr?~120mtorr，磁場強度20GAUSS~60GAUSS，射頻功率100W~300W。

所述步驟e）過程中的工藝參數為CF₄流量15SCCM~50SCCM，刻蝕腔壓力50mtorr?~150mtorr，射頻功率100W~500W。

所述硅溝槽的刻蝕按以下步驟進行：A）表面清理，去除硅表面的自然氧化層，工藝條件為CF₄流量15SCCM~50SCCM，刻蝕腔壓力50mtorr~150mtorr；射頻功率100W~500W，刻蝕時間為5秒~20秒，刻蝕量在50~200；B）第一步主刻蝕，工藝條件為Cl₂流量30SCCM~70SCCM，HBr流量20SCCM~40SCCM，刻蝕腔壓力50mtorr~150mtorr，磁場強度10GAUSS~40GAUSS，射頻功率100W~400W，刻蝕深度為X；C）第二步主刻蝕，工藝條件為Cl₂流量30SCCM~70SCCM，HBr流量20SCCM~60SCCM，刻蝕腔壓力50mtorr~150mtorr，磁場強度20GAUSS~60GAUSS，射頻功率100W~400W，刻蝕深度為Y。

硅溝槽刻蝕深度Z=X+Y，其中X=3/5Z，Y=2/5Z。

所述硅溝槽剖面傾斜角度β在86°~90°。

附圖說明

圖1為LPSiN掩蔽層刻蝕過程中殘留表面膠層去除后的形貌。

圖2為LPSiN掩蔽層刻蝕過程中主刻蝕前的形貌。

圖3為LPSiN掩蔽層刻蝕過程中主刻蝕后的形貌。

圖4為LPSiN掩蔽層刻蝕過程中薄氧化層刻蝕后的形貌。

圖5為LPSiN掩蔽層刻蝕完成后的形貌。

圖6為硅溝槽刻蝕過程中兩步主刻蝕后調整前的形貌。