[发明专利]沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法

说明书

本发明公开了一种沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法，包括以下步骤，提供具有外延生长层的衬底结构；在所述外延生长层上形成沟槽；沿所述沟槽的上边沿表面、侧壁、底部沉积等离子加强的四乙基硅酸脂，以形成第一层氧化层；沿所述第一层氧化层沉积掺硼和磷的二氧化硅，以形成第二层氧化层；回流所述第二氧化层；去除所述沟槽的上边沿的第二氧化层和第一氧化层；去除所述沟槽的侧壁内的一部分第一氧化层和第二氧化层，保留沟槽的底部及底部向上的侧壁内的一部分第一氧化层和第二氧化层，以在所述沟槽的底部形成厚氧化层。本发明能够快速制备绝缘性能更好的厚氧化层。

技术领域

本发明涉及一种沟槽型功率器件，特别涉及一种沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法。

背景技术

半导体功率器件已经被广泛应用于汽车电子、开关电源以及工业控制器件等领域。特别是沟槽型功率器件，在制作沟槽型功率器件是，在沟槽底部需制作厚氧化层，目的是用来减小栅极底部的寄生电容，降低栅极漏极电荷(Qgd)，以提高开关特性和电学性能。现有技术中通常采用高密度等离子体化学气相淀积(HDPCVD)法制备沟槽底部厚氧化层，其步骤如下：形成沟槽，在沟槽底部沉积一定厚度的厚氧化层，把硅表面的厚氧化层磨掉，去掉沟槽侧壁的氧化层，留下底部氧化层，形成厚氧化层。上述制备方法主要是用于对深宽比较大的沟槽的填孔，边沉积边蚀刻，用HDPCVD制程的速度比较慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服上述缺陷，提供一种沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法，以快速制备绝缘性能更好的厚氧化层。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法，包括以下步骤，步骤S0，提供具有外延生长层的衬底结构；步骤S1，在所述外延生长层上形成沟槽；步骤S2，采用低气压化学气相沉积法沿所述沟槽的上边沿表面、侧壁、底部沉积四乙基硅酸脂，以形成生长二氧化硅膜的第一层氧化层；步骤S3，采用常压化学气相沉积法沿所述第一层氧化层沉积掺硼和磷的二氧化硅，以在所述第一氧化层的上面形成第二层氧化层，所述第二氧化层的厚度大于所述第一氧化层的厚度；步骤S4，回流所述第二氧化层，使所述沟槽底部的第二氧化层的厚度大于所述沟槽的上边沿表面及侧壁的第二氧化层的厚度；步骤S5，采用化学机械研磨工艺去除所述沟槽的上边沿的第二氧化层和第一氧化层；步骤S6，采用蚀刻工艺沿所述沟槽侧壁从上到下去除所述沟槽的侧壁内的一部分第一氧化层和第二氧化层，保留沟槽的底部的第一氧化层和一部分第二氧化层，以在所述沟槽的底部形成厚氧化层。

进一步的，所述的沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法，在所述步骤S1之后，还包括对所述沟槽的拐角进行圆滑处理的步骤，以形成具有倒角形状的沟槽。

进一步的，所述的沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法，在所述步骤S1之后，还包括对所述沟槽进行清洗的步骤。

进一步的，所述的沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法，在所述步骤S4中，回流所述第二氧化层时，使用氮气，回流温度为900摄氏度，回流次数为二次，每次回流时间为30分钟。

进一步的，所述的沟槽型功率器件中沟槽底部的厚氧化层的制备方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述蚀刻工艺为各向同性的蚀刻工艺。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：首先，本发明在沟槽底部制备的厚氧化层为两层，包括第一氧化层和第二氧化层，而现有技术的厚氧化层只有一层，因此，本发明制备的厚氧化层具有更好的绝缘性能。其次，本发明采用低气压化学气相沉积法沿所述沟槽的上边沿表面、侧壁、底部沉积等离子加强的四乙基硅酸脂，以形成生长二氧化硅膜的第一层氧化层，对栅极氧化层的影响较小，避免了采用HDPCVD法制备厚氧化层，影响到器件栅极的漏电和击穿电压的现象发生，因此，本发明制备的厚氧化层，具有良好的开关特性和电学性能。再次，由于本发明采用低气压沉积第一氧化层，采用常压沉积第二氧化层，第一氧化层和第二氧化层，以形成厚氧化层，因此可以快速获得厚氧化层。