[发明专利]凹槽刻蚀方法以及半导体器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种凹槽刻蚀方法、以及其中通过所述凹槽刻蚀方法来制造凹槽的半导体器件制造方法。

背景技术

刻蚀工艺是半导体器件制造过程中常用的工艺。在半导体集成电路的制造过程中，刻蚀就是利用化学或物理方法有选择性地从硅片表面去除不需要的材料的过程。从工艺上区分，刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。其中，湿法刻蚀的主要特点是各向同性刻蚀；干法刻蚀是利用等离子体来进行各向异性刻蚀，可以严格控制纵向和横向刻蚀。

对于功率器件，在刻蚀器件中的凹槽（尤其是没有不填充钨塞的凹槽）时，有时候会期望凹槽的上部的角轮廓形成为圆弧形状，如图3所示。

因此，为了形成上部的角轮廓形成为圆弧形状的凹槽，在现有技术的凹槽刻蚀方法中，如图1所示，首先，在衬底1上形成N型掺杂层2，在N型掺杂层2上形成二氧化硅层3，在二氧化硅层3上形成正硅酸乙酯（TEOS）层4，在正硅酸乙酯层4上形成硼磷硅玻璃（boro-phospho-silicate-glass，BPSG）层5。此后，在硼磷硅玻璃层5涂覆光刻胶PR1，并且形成光刻胶PR1的用于刻蚀出凹槽的图案，所得到的结构如图1所示。

此后，利用形成有图案的光刻胶执行等离子刻蚀，从而在硼磷硅玻璃层5、正硅酸乙酯层4和二氧化硅层3中形成所述凹槽的图案；此后去除光刻胶PR1，所得到的结构如图2所示。

但是，此时，形成的凹槽的上部的角轮廓一般是直角形状（如图2）中的参考标号CT1所示），而不会形成为圆弧形状。为此，为了形成上部的角轮廓形成为圆弧形状的凹槽，后续还要执行硼磷硅玻璃回流（reflow）步骤，由此才能形成如图3所示的上部的角轮廓形成为圆弧形状的凹槽（如图3中的参考标号CT2所示）。

可以看出，前面所述的为了形成上部的角轮廓形成为圆弧形状的凹槽的现有技术的凹槽刻蚀方法是比较麻烦的。因此，希望能够提出一种能够以简化的方法来形成上部的角轮廓形成为圆弧形状的凹槽。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够以简化的方法来形成上部的角轮廓形成为圆弧形状的凹槽的凹槽刻蚀方法、以及其中通过所述凹槽刻蚀方法来制造凹槽的半导体器件制造方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种凹槽刻蚀方法，其包括：在硅片上涂覆具有具体厚度的光刻胶；形成所述光刻胶的用于刻蚀出凹槽的图案；以及利用形成有图案的光刻胶，执行等离子刻蚀；其中，对光刻胶的所述具体厚度以及等离子刻蚀过程中的刻蚀能量进行控制，以使等离子体能够消耗完所述所述光刻胶而刻蚀到所述光刻胶的下面的硅片。

优选地，所述光刻胶的具体厚度介于3000A-4000A范围内。

优选地，等离子体刻蚀时的等离子刻蚀能量的范围是1500-1700W。

优选地，所述硅片中从上至下包括：硼磷硅玻璃层、正硅酸乙酯层、二氧化硅层、N型掺杂层和衬底层。

优选地，所述N型掺杂层的厚度可介于800-1500A范围内。

优选地，所述二氧化硅层的厚度可介于50-200A范围内。

优选地，硅酸乙酯层的厚度可介于2000-3000A范围内。

优选地，所述硼磷硅玻璃层的厚度可介于2500-3500A范围内。

根据本发明的第二方面，提供了一种包含凹槽的半导体器件的制造方法，其特征在于采用了根据本发明第一方面所述的凹槽刻蚀方法来制造所述凹槽。

根据本发明，可以在不执行硼磷硅玻璃回流的情况下形成上部的角轮廓形成为圆弧形状的凹槽，从而简化了工艺步骤，降低了工艺成本，并且缩短了工艺时间。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1至图3示意性地示出了根据现有技术的凹槽刻蚀方法。

图4至图5示意性地示出了根据本发明实施例的凹槽刻蚀方法。

图6示出了根据本发明实施例的凹槽刻蚀方法制成的凹槽。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

图4至图5示意性地示出了根据本发明实施例的凹槽刻蚀方法。