[发明专利]成长低应力IGBT沟槽型栅极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体领域中的栅极的成长方法，特别是涉及一种射频横向扩散晶体管无缺陷深场氧隔离的成长方法。

背景技术

在半导体各类器件结构中，沟槽式晶闸管由于其特殊的通道特性和电学特征被广泛运用于各类功率器件，特别是IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）器件，由于其独特的高压高电流的工作环境，沟槽式晶闸管要求较大尺寸的沟槽栅极。

随着终端客户对器件的性能要求的提升，器件所需要的沟槽愈来愈深，由此带来的沟槽式栅极的应力愈发突出。IGBT沟槽栅极氧化层成长完成后，之后一步沉积多晶硅作为栅极，由于多晶硅本身很大的正应力，将导致硅片翘曲度增加（如表1所示的IGBT工艺流程中的硅片曲率半径），导致整个IGBT工艺流程特别光刻设备面临传送难题，甚至可能导致硅片无法流片或发生碎片事件。

表1IGBT工艺流程曲率半径

工艺步骤硅片曲率半径（米）投片332沟槽刻蚀-266栅极氧化层-251栅极多晶硅32

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成长低应力IGBT沟槽型栅极的方法。通过该方法可改善硅片翘曲度，形成低应力IGBT沟槽型栅极，并避免IGBT工艺流程特别光刻设备面临的传送难题。

为解决上述技术问题，本发明的成长IGBT沟槽型栅极（低应力IGBT沟槽型栅极）的方法，包括步骤：

1）在硅片的正面和背面上，分别沉积保护膜；

2）翻转硅片，使得硅片背面朝上，在硅片背面进行第一沟槽刻蚀；

3）在硅片背面沉积第一沟槽封口膜，使步骤2）刻蚀的第一沟槽被封口；

4）翻转硅片，使得硅片正面朝上，在硅片正面进行第二沟槽刻蚀；

5）在硅片正面沉积第二沟槽封口膜，使步骤4）刻蚀的第二沟槽被封口；

6）去除硅片背面的第一沟槽封口膜和保护膜，以及去除硅片正面的第二沟槽封口膜和保护膜；

7）在硅片的沟槽侧壁和底部以及硅片表面成长栅极氧化层，并在栅极氧化层表面沉积多晶硅，填充满沟槽，从而形成IGBT沟槽型栅极。

所述步骤1）中，沉积的方法包括：通过热氧方式或化学气相沉积（CVD）法进行沉积；保护膜的材质包括：热氧化膜和各类化学气相沉积（CVD）膜，其中，热氧化膜包括：二氧化硅膜等，各类化学气相沉积膜包括：常压化学气相沉积膜、亚常压化学气相沉积膜和等离子增强化学气相沉积膜，如各类化学气相沉积膜包括：二氧化硅膜和氮化硅膜等；保护膜的厚度为1000埃～20000埃，优选为5000埃。

所述步骤2）中，第一沟槽是通过刻蚀硅片背面沉积的保护膜至硅片表面下一预定深度所形成的。

所述步骤3）中，沉积的方法包括：各种化学气相沉积法，其中，优选为等离子增强常压化学气相沉积（CVD）沉积法；第一沟槽封口膜的材质包括：各类化学气相沉积（CVD）膜，其中，各类化学气相沉积膜包括：二氧化硅膜和氮化硅膜等；第一沟槽封口膜的厚度为5000埃～50000埃，优选为10000埃。

所述步骤4）中，第二沟槽是通过刻蚀硅片正面沉积的保护膜至硅片表面下一预定深度所形成的。