[发明专利]提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造方法，尤其涉及一种提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法。

背景技术

传统的金属氧化物半导体(MOS)晶体管，其栅极、源极和漏极位于同一水平面上，其表面栅结构存在着通态电阻大和功耗高的问题，无法很好的满足功率器件的需求。为了满足大功率晶体管的需求，沟槽栅MOS器件便应运而生。沟槽栅MOS器件不仅继承了水平沟道MOS晶体管输入主抗高、驱动电流小等优点，还具有耐高压、工作电流大、输出功率高、开关速度快等优点。

但是，在沟槽栅MOS器件的制造过程中，其沟槽栅的制造尤为重要，决定着沟槽栅MOS器件的可靠性。

请参阅图7，图7所示为现有沟槽栅MOS器件的第二沟槽栅4的结构示意图。所述第二沟槽栅4形成在第二半导体衬底5内。在所述第二沟槽栅4的形成过程中，具体包括以下步骤：在所述第二半导体衬底5的上表面依次叠置形成第二垫子氧化层61与第二氧化硅膜62，并通过依次刻蚀所述第二氧化硅膜62和所述第二垫子氧化层61以形成掩膜6；通过掩膜6，对第二半导体衬底5进行刻蚀，以形成第二沟槽40；在所述第二沟槽40内壁生长第二栅氧41，并在第二沟槽40内填充第二多晶硅栅42；对位于第二沟槽40内的第二多晶硅栅42进行平坦化处理。

请参阅图8，图8所示为位于第二沟槽40内的第二多晶硅栅42进行平坦化处理后的效果图。明显地，在对位于第二沟槽40内的第二多晶硅栅42进行平坦化处理的过程中，容易地损伤第二沟槽40顶角的第一栅氧41，导致第一栅氧41的可靠性差。

针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法。

发明内容

本发明是针对现有技术中，现有的沟槽栅顶角栅氧厚度不均，可靠性差等缺陷，提供一种提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法，其中，一种提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法，包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底为硅基衬底；硬掩膜的制备，所述硬掩膜具有氮化硅膜，且在所述氮化硅膜与半导体衬底之间形成垫子氧化层，在所述氮化硅之异于垫子氧化层的一侧形成氧化硅膜；沟槽的制备，利用上述硬掩膜为掩膜，对半导体衬底进行刻蚀以形成沟槽；栅氧的制备与多晶硅填充，所述栅氧形成在所述沟槽内壁，多晶硅淀积填充在所述沟槽内；平坦化处理，通过化学抛光工艺去除硬掩膜及多晶硅；源极离子注入与退火，所述退火工艺在氧气氛围下进行；淀积介电层，所述介电层淀积采用低压淀积氧化硅工艺。所述平坦化处理在所述氮化硅膜处停止。

可选的，所述去除硬掩膜的方式是在对多晶硅平坦化处理后再去除氮化硅膜。

可选的，所述去除硬掩膜的方式是直至进行源极离子注入之前去除氮化硅膜。

可选的，所述氮化硅膜的去除方法是采用浓氢氟酸或者浓磷酸。

可选的，所述氮化硅膜采用低压淀积方式生成。

可选的，所述垫子氧化层是通过对晶圆表面进行热氧化工艺，使半导体衬底表面氧化而形成。

综上所述，本发明通过采用具有硬质氮化硅膜的硬掩膜作为沟槽的硬掩膜，并在源极离子注入后采用在氧气氛围下进行高温退火处理，同时在半导体衬底上采用低压淀积氧化硅工艺淀积介电层，不仅改善了栅氧的生长速度和形成厚度，同时提升了栅氧的可靠性。

附图说明

图1是采用本发明提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法所制造的沟槽栅结构示意图；

图2是本发明提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法的流程图；

图3是采用本发明提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法所制造的沟槽的掩膜结构示意图；

图4是采用本发明提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法所制造的沟槽的硬掩膜结构示意图；

图5是采用本发明提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法所制造的沟槽的沟槽刻蚀图；

图6是采用本发明提高沟槽栅顶角栅氧可靠性的方法所制造的沟槽的平坦化工艺处理结构示意图；

图7是现有沟槽栅的结构示意图；

图8是现有沟槽栅经过平坦化工艺处理后的效果图。

具体实施方式

为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1，图1所示为沟槽栅MOS器件的第一沟槽栅1的结构示意图。所述第一沟槽栅1位于第一半导体衬底2内。所述第一沟槽栅1具有第一沟槽10、淀积形成在第一沟槽10内壁的第一栅氧11，以及填充在所述第一沟槽10内的第一多晶硅栅12。所述第一半导体衬底2为硅基衬底。