[發(fā)明專利]半導(dǎo)體芯片的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310363712.9
• 申請(qǐng)日: 2023-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116387310B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海強(qiáng);何昌;蔣禮聰;袁秉榮;陳佳旅;張光亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市美浦森半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L29/423;H01L29/49
• 代理公司: 深圳市中融創(chuàng)智專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44589
• 代理人: 李朦;葉垚平

1.半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

在半導(dǎo)體基片上生長(zhǎng)硬掩模介質(zhì)層，所述半導(dǎo)體基片包括濃摻雜的半導(dǎo)體襯底和淡摻雜的外延層，所述硬掩模介質(zhì)層包括第一氧化硅、第一氮化硅；

采用光刻、刻蝕工藝，去除第一設(shè)定區(qū)域的硬掩模介質(zhì)層；

以硬掩模介質(zhì)層為阻擋層，采用刻蝕工藝，在半導(dǎo)體基片之中形成第一溝槽；

采用熱氧化工藝，在第一溝槽之中生長(zhǎng)第二氧化硅；

去除第一氮化硅，生長(zhǎng)第二氮化硅；

采用光刻、刻蝕工藝，去除第二設(shè)定區(qū)域的第二氮化硅和第一氧化硅，所述第二設(shè)定區(qū)域?yàn)轭A(yù)設(shè)溝槽型半導(dǎo)體芯片元胞的區(qū)域；

以第二氮化硅為阻擋層，采用刻蝕工藝，在半導(dǎo)體基片之中形成寬度為0.15～0.3微米、深度為0.8～2.0微米的第二溝槽，去除第二氮化硅；

采用熱氧化工藝，在所述第二溝槽之中生長(zhǎng)厚度為10～100納米的第三氧化硅；

淀積厚度為0.6～1.6微米的摻雜的第一多晶硅；

采用刻蝕工藝，去除第二溝槽之外的第一多晶硅，采用熱氧化工藝，在第一多晶硅的頂部生長(zhǎng)厚度為30～150納米的第四氧化硅，淀積未摻雜的第二多晶硅；

對(duì)第二多晶硅進(jìn)行第一離子注入摻雜、然后退火，形成淡摻雜的第三多晶硅；采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，去除高出所述第一氧化硅上表面的第三多晶硅；

采用離子注入、退火工藝，形成體區(qū)；采用光刻、離子注入、退火工藝，形成源區(qū)，以及同步在第三設(shè)定區(qū)域形成濃摻雜的第四多晶硅，所述第三設(shè)定區(qū)域位于第一設(shè)定區(qū)域中；

采用光刻、刻蝕工藝，形成第一接觸孔，第二接觸孔，第三接觸孔，第一接觸孔用于引出溝槽型半導(dǎo)體芯片的源區(qū)，第二接觸孔和第三接觸孔分別用于引出靜電保護(hù)電路即多晶硅二極管的兩端；

所述采用熱氧化工藝，在第一溝槽之中生長(zhǎng)第二氧化硅，第二氧化硅的厚度為150～600納米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第三氧化硅的厚度，小于所述第一溝槽的深度；

所述采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，去除高出所述第一氧化硅上表面的第三多晶硅，第一氧化硅的下表面為硅平面，所述第二多晶硅的厚度大于所述第二氧化硅的上表面至硅平面的臺(tái)階高度差；

所述采用熱氧化工藝，在第一多晶硅的頂部生長(zhǎng)厚度為30～150納米的第四氧化硅，所述第四氧化硅的作用在于，在采用刻蝕工藝，去除第二溝槽之外的第一多晶硅步驟之后第一多晶硅的頂部比硅平面略低，經(jīng)此步熱氧化工藝，第四氧化硅的頂部與第一氧化硅的上表面平齊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，其特征在于，所述第一氧化硅的厚度為20～30納米，所述第一氮化硅的厚度為200～400納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，所述以硬掩模介質(zhì)層為阻擋層，采用刻蝕工藝，在半導(dǎo)體基片之中形成第一溝槽，其特征在于：

所述第一溝槽的深度為600～2000納米，寬度為150～200微米，所述第一溝槽的寬度大于所述硬掩模介質(zhì)層的刻蝕寬度，所述第一溝槽的邊緣一圈位于所述硬掩模介質(zhì)層的下方。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，所述采用刻蝕工藝，去除第二溝槽之外的第一多晶硅，其特征在于：

所述刻蝕工藝為各向異性刻蝕，不發(fā)生橫向刻蝕，只發(fā)生縱向刻蝕，縱向刻蝕的工藝深度等于步驟淀積厚度為0.6～1.6微米的摻雜的第一多晶硅中第一多晶硅的淀積厚度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片的制造方法，在對(duì)第二多晶硅進(jìn)行第一離子注入摻雜、退火，形成淡摻雜的第三多晶硅步驟之中，第四氧化硅作為阻擋層防止第二多晶硅中的摻雜物在退火工藝中向第一多晶硅中擴(kuò)散，以及在采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，去除高出所述第一氧化硅上表面的第三多晶硅步驟之中作為停止層防止化學(xué)機(jī)械研磨工藝損傷到第一多晶硅和第三氧化硅。