[发明专利]一种应用于沟槽型MOS器件的沟槽栅的制备方法

权利要求书

1.一种应用于沟槽型MOS器件的沟槽栅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在需要制作沟槽栅的硅片上经由光刻和刻蚀的方法形成沟槽；

（2）光刻胶的涂布和烘烤；

（3）用曝光、显影的方法去除沟槽顶角处的光刻胶；

（4）用刻蚀的方法去除沟槽顶角处的硅，然后去除光刻胶图形，形成圆滑后的沟槽顶角；

（5）栅氧化层的生长；

（6）多晶硅的填充；

（7）经由光刻和刻蚀的方法形成最终所需的由多晶硅和栅氧化层组成的具有圆滑顶角的沟槽栅结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述沟槽是以光刻胶图形为掩膜刻蚀硅片形成，或以介质膜图形为掩膜刻蚀硅片形成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述光刻胶涂布之后要能完全覆盖步骤(1)中所述沟槽的底部和侧面、以及所述硅片的表面；所述光刻胶的涂布采用旋涂或喷涂的方式；所述光刻胶涂布之后沟槽表面光刻胶的厚度（c）比沟槽顶角处光刻胶的厚度（d）要大。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的曝光是指用带沟槽图形掩膜版的普通曝光，或所述的曝光是指不用掩膜版的浅层曝光。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，当使用带沟槽图形掩膜版进行普通曝光时，所形成的光刻胶沟槽图形的关键尺寸（b）比步骤(1)所形成的沟槽的关键尺寸（a）大5%-20%。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，当使用不带掩膜版的浅层曝光时，经显影后，沟槽顶角的光刻胶会被完全去除，但沟槽表面光刻胶因为厚度较大，只能部分去除，在沟槽表面剩余的光刻胶厚度为（c）-（d），所述浅层曝光的曝光能量为正常曝光能量的20%-60%。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述的刻蚀包括以卤素气体为主要刻蚀气体的干法刻蚀以及以氢氟酸和硝酸混合液为主要刻蚀溶液的湿法刻蚀。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，在所述的干法刻蚀过程中硅片表面与入射的等离子体束保持45±10°的角度，同时硅片维持旋转状态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，通过倾斜硅片工件台和/或倾斜入射的等离子体束来实现所述的45±10°角度。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述湿法刻蚀的温度为25-100℃，时间为10-100秒。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，在所述栅氧化层生长之前，使用湿法清洗和/或牺牲氧化的方法去除沟槽表面的缺陷和杂质。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述的湿法清洗包括：用氢氟酸去除沟槽表面的自然氧化层，用氢氧化铵和过氧化氢去离子水的混合液去除沟槽表面的颗粒和有机物杂质，以及用盐酸和过氧化氢去离子水的混合液去除沟槽表面的金属杂质；所述的牺牲氧化是指先通过热氧化的方法使沟槽表面的硅和氧气或水蒸汽反应生成二氧化硅，然后再通过湿法刻蚀的方法去除所述的二氧化硅，以达到去除沟槽表面的缺陷和杂质的目的。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述栅氧化层使用热氧化法生长，其生长温度为750-1100℃，所述栅氧化层的厚度为50-5000纳米。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述的多晶硅被用作为沟槽栅的导电电极，使用化学气相淀积方法在沟槽内填充多晶硅。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(7)中，在所述光刻之前，采用干法回刻或化学机械研磨的方法对步骤(6)所形成的多晶硅进行平坦化处理。