[发明专利]栅极沟槽填充方法

说明书

本申请公开了一种栅极沟槽填充方法，包括：提供一衬底，衬底上形成有沟槽，衬底上除沟槽外的其它区域形成有硬掩模层；对硬掩模层和衬底进行刻蚀，去除硬掩模层且使沟槽开口处形成弧形倒角；在衬底和沟槽表面形成栅氧化层；在栅氧化层表面形成多晶硅层，多晶硅层填充沟槽形成栅极。本申请通过在沟槽栅器件的衬底上形成硬掩模层，在栅极对应的沟槽形成后，通过对硬掩模层和衬底进行刻蚀，在去除硬掩模层的同时且使沟槽开口处形成弧形倒角，从而在沟槽和衬底上形成栅氧化层后，栅氧化层在沟槽开口处的不易造成堆积，从而提高了沟槽的开口宽度，降低了后期多晶硅填充时空洞的形成几率，提高了器件制造的良率。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种栅极沟槽填充方法。

背景技术

功率器件通常包括平面栅器件和沟槽栅器件。其中，沟槽栅器件的沟槽型栅极是在衬底或者外延中刻蚀形成一条深沟槽，在深沟槽里填充多晶硅形成栅极，因此其栅极位于衬底的内部。沟槽栅器件由于其集成度较高，导通电阻较低，具有较低的栅-漏电荷密度、较大的电流容量，因而具备较低的开关损耗和较快的开关速度，被广泛地应用在低压功率领域。

参考图1，其示出了相关技术提供的方法制造得到的沟槽栅器件的剖面图。如图1所示，相关技术提供的沟槽栅器件由于沟槽101顶部的栅氧化层较厚(如图1中的虚线所示)，沟槽101的开口较小，从而在对沟槽内进行多晶硅填充后，形成的栅极110有一定几率出现空洞(Void)102，从而降低了器件制造的良率。

发明内容

本申请提供了一种栅极沟槽填充方法，可以解决相关技术中提供的沟槽栅器件的制造方法导致的良率较低问题。

一方面，本申请实施例提供了一种栅极沟槽填充方法，所述方法应用于沟槽栅器件的制造过程中，所述方法包括：

提供一衬底，所述衬底上形成有沟槽，所述衬底上除所述沟槽外的其它区域形成有硬掩模层；

对所述硬掩模层和所述衬底进行刻蚀，去除所述硬掩模层且使所述沟槽开口处形成弧形倒角；

在所述衬底和所述沟槽表面形成栅氧化层；

在所述栅氧化层表面形成多晶硅层，所述多晶硅层填充所述沟槽形成栅极。

可选的，所述对所述硬掩模层和所述衬底进行刻蚀，去除所述硬掩模层且使所述沟槽开口处形成弧形倒角，包括：

在第一阶段，对所述硬掩模层进行第一次刻蚀，减薄所述硬掩模层且使所述沟槽开口处预定宽度范围内的衬底暴露；

在第二阶段，对所述衬底进行第二次刻蚀，使所述沟槽开口处形成C形凹陷；

在第三阶段，对所述硬掩模层进行第三次刻蚀，去除剩余的所述硬掩模层且使所述沟槽开口处形成所述弧形倒角。

可选的，所述对所述硬掩模层进行第一次刻蚀，包括：

通过湿法刻蚀工艺对所述硬掩模层进行所述第一次刻蚀。

可选的，所述对所述硬掩模层进行第三次刻蚀，包括：

通过湿法刻蚀工艺对所述硬掩模层进行所述第三次刻蚀。

可选的，所述硬掩模层包括硅氧化物。

可选的，所述湿法刻蚀工艺中的反应溶液包括氟化氢(HF)。

可选的，所述对所述衬底进行第二次刻蚀，包括：

通过干法刻蚀工艺对所述衬底进行所述第二次刻蚀。

可选的，所述在所述衬底和所述沟槽表面形成栅氧化层的过程中，通过氢烘烤使所述栅氧化层在所述沟槽开口处形成弧形倒角。

可选的，在所述栅氧化层表面形成多晶硅层，包括：