[发明专利]沟槽外延的填充方法

权利要求书

1.一种沟槽外延的填充方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在半导体衬底表面形成由第一氧化层、第二氮化层和第三氧化层叠加形成的硬质掩模层；

步骤二、光刻定义出沟槽的形成区域，采用刻蚀工艺依次去除所述沟槽的形成区域中的所述第三氧化层、所述第二氮化层和所述第一氧化层从而形成硬质掩模层开口；

步骤三、以所述硬质掩模层为掩模对所述硬质掩模层开口底部的所述半导体衬底进行刻蚀形成所述沟槽；

所述沟槽为超结沟槽；

步骤四、采用湿法刻蚀工艺去除所述第三氧化层；

步骤五、在所述沟槽的侧面和底部表面形成牺牲氧化层，之后采用湿法刻蚀工艺去除所述牺牲氧化层；

步骤六、进行外延生长形成沟槽外延层填充所述沟槽，利用所述第二氮化层在去除所述第三氧化层和所述牺牲氧化层的过程中不被刻蚀的特点，使所述沟槽之间所述半导体衬底的顶部被所述第二氮化层覆盖，防止相邻所述沟槽的所述沟槽外延层延伸到所述第二氮化层的表面并相互合并，减少所述沟槽外延层的应力。

2.如权利要求1所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：步骤一中所述半导体衬底表面形成有第一外延层，所述沟槽形成于所述第一外延层中。

3.如权利要求2所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：所述第一外延层具有第一导电类型，所述沟槽外延层具有第二导电类型。

4.如权利要求3所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：所述沟槽包括多个，由所述沟槽外延层组成第二导电类型柱，由所述沟槽之间的所述第一外延层组成第一导电类型柱，由所述第一导电类型柱和所述第二导电类型柱交替排列组成超结结构。

5.如权利要求2所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底，所述第一外延层和所述沟槽外延层都为硅外延层，所述第一氧化层和所述第三氧化层都为二氧化硅层，所述第二氮化层为氮化硅层。

6.如权利要求1或2或5所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：所述第一氧化层的厚度为所述第二氮化层的厚度为所述第三氧化层的厚度为

7.如权利要求6所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：步骤三的刻蚀过程中所述第三氧化层被部分损耗。

8.如权利要求7所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：步骤三完成后所述第三氧化层的剩余厚度为

9.如权利要求3或4所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。

10.如权利要求3或4所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。

11.如权利要求1所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于，步骤六之后还包括步骤：

步骤七、采用化学机械研磨工艺对所述沟槽外延层进行平坦化；

步骤八、去除所述第二氮化层；

步骤九、去除所述第一氧化层。

12.如权利要求1所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：步骤四中去除所述第三氧化层的湿法刻蚀工艺采用氢氟酸刻蚀；步骤五中去除所述牺牲氧化层的湿法刻蚀工艺采用氢氟酸刻蚀。

13.如权利要求11所述的沟槽外延的填充方法，其特征在于：步骤九中去除所述第一氧化层的湿法刻蚀工艺采用氢氟酸刻蚀。