[發(fā)明專(zhuān)利]具有屏蔽柵溝槽的半導(dǎo)體器件的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011367003.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112133637B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃艷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336;H01L29/78;H01L29/423
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種具有屏蔽柵溝槽的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供一襯底，并在所述襯底中形成至少一個(gè)溝槽；

通過(guò)熱氧化工藝在所述溝槽的內(nèi)表面上形成第一氧化層，通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝在所述第一氧化層的表面上形成第二氧化層，并在所述溝槽中填充第一多晶硅層；

通過(guò)第一回刻蝕工藝對(duì)至少一個(gè)所述溝槽中的第二氧化層進(jìn)行回刻蝕，以形成暴露出部分所述第一多晶硅層的回刻蝕槽，且在所述第一回刻蝕工藝中，所述第二氧化層的刻蝕速率大于所述第一氧化層的刻蝕速率，在所述第一回刻蝕工藝結(jié)束后，所述回刻蝕槽的側(cè)壁上保留有所需厚度的第一氧化層；

通過(guò)第二回刻蝕工藝對(duì)所述回刻蝕槽中的第一多晶硅層進(jìn)行回刻蝕，使所述第一多晶硅層的頂部低于所述第二氧化層的頂部，以形成屏蔽柵；

去除所述回刻蝕槽的側(cè)壁上的第一氧化層，并通過(guò)熱氧化工藝在所述回刻蝕槽中一步形成柵氧化層和柵間氧化層；

在所述回刻蝕槽中填充第二多晶硅層，以形成多晶硅柵。

2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述襯底中形成至少一個(gè)溝槽的步驟包括：

在所述襯底上形成墊氧化層和圖形化的硬掩膜層；

以所述圖形化的硬掩膜層為掩膜，刻蝕部分厚度的所述襯底，以形成至少一個(gè)溝槽；

通過(guò)熱氧化工藝在所述溝槽的內(nèi)表面上形成犧牲氧化層；

去除所述犧牲氧化層、圖形化的硬掩膜層和墊氧化層。

3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積工藝為工作壓力低于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的次常壓化學(xué)氣相沉積工藝。

4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，通過(guò)第一回刻蝕工藝對(duì)至少一個(gè)所述溝槽中的第二氧化層進(jìn)行回刻蝕，以形成所述回刻蝕槽的步驟包括：

在所述襯底上形成圖形化的光刻膠層，所述圖形化的光刻膠層至少暴露出相應(yīng)的溝槽中的第一氧化層和第二氧化層的頂部表面；

以所述圖形化的光刻膠層為掩膜，采用所述第二氧化層的刻蝕速率大于所述第一氧化層的刻蝕速率的第一回刻蝕工藝，對(duì)所述溝槽中的第一氧化層和第二氧化層進(jìn)行刻蝕，以形成所述回刻蝕槽。

5.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述襯底具有第一元件區(qū)和第二元件區(qū)，所述第一元件區(qū)和所述第二元件區(qū)均形成有所述溝槽；所述圖形化的光刻膠層覆蓋所述第一元件區(qū)的襯底和溝槽的表面，并在所述第一回刻蝕工藝中或者在所述第一回刻蝕工藝和所述第二回刻蝕工藝中保護(hù)所述第一元件區(qū)；在形成所述第二元件區(qū)中形成所述屏蔽柵時(shí)，在所述第一元件區(qū)的溝槽中剩余的所述第一多晶硅層的頂部高于所述屏蔽柵的頂部，以形成溝槽多晶硅；在形成所述柵間氧化層和所述柵氧化層的同時(shí)，在所述第一元件區(qū)中的所述第一多晶硅層的頂部上形成覆蓋氧化層。

6.如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的制造方法，其特征在于，在所述溝槽的內(nèi)表面上形成的所述第二氧化層的厚度大于所述第一氧化層的厚度；在所述第一回刻蝕工藝中，所述第二氧化層的刻蝕速率為所述第一氧化層的刻蝕速率的5倍以上。

7.如權(quán)利要求4或5所述的制造方法，其特征在于，在通過(guò)第二回刻蝕工藝對(duì)所述回刻蝕槽中的第一多晶硅層進(jìn)行回刻蝕之前，或者在形成所述屏蔽柵之后且在去除所述回刻蝕槽的側(cè)壁上的第一氧化層之前，或者在去除所述回刻蝕槽的側(cè)壁上的第一氧化層之后，且在形成所述柵氧化層和所述柵間氧化層之前，去除所述圖形化的光刻膠層。

8.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述回刻蝕槽中填充第二多晶硅層，以形成多晶硅柵的步驟包括：

沉積第二多晶硅層，以使得所述第二多晶硅層至少填滿所述回刻蝕槽；

通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光工藝對(duì)所述第二多晶硅層的頂部進(jìn)行平坦化，直至暴露出所述回刻蝕槽外圍的襯底表面，和/或，對(duì)所述第二多晶硅層進(jìn)行回刻蝕直至要求深度，以形成所述多晶硅柵。

9.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征在于，在形成所述多晶硅柵之后，還包括：

在所述襯底和所述多晶硅柵的表面上形成氧化保護(hù)層；

對(duì)所述溝槽外圍的襯底進(jìn)行N型和/或P型離子注入，以形成源區(qū)和/或阱區(qū)。