[发明专利]一种中压屏蔽栅场效应晶体管的制备方法

说明书

本发明提出一种中压屏蔽栅场效应晶体管的制备方法，采用二氧化硅(SiO2)/氮化硅(SiN)/二氧化硅(SiO2)(简称ONO结构)为沟槽阻挡层(简称ONOHardmask)，防止在衬底表面的过渡区域产生厚氧台阶差，消除栅源两极间的漏电隐患。

技术领域

本发明涉及晶体管制备技术领域，尤其涉及一种中压屏蔽栅场效应晶体管的制备方法。

背景技术

中压屏蔽栅场效应晶体管(SGT)沟槽内场氧厚度一般要求3000埃以上(器件耐压要求越高，场氧越厚)，在制造工艺过程中需要选取相应的方案以防止形成保护环与原胞过渡区域太高的台阶差导致控制栅多晶硅残留问题。目前业界对中压SGT制造工艺中的沟槽刻蚀阻挡层主要采用二氧化硅，在沟槽刻蚀后去除这层二氧化硅后开始热氧化生长以上提到的厚场氧，这样除沟槽侧壁和底部外，有源区(active)硅表面也会生成类似厚度的二氧化硅。沟槽中填入多晶硅后采用化学机械研磨(CMP)把有源区的多晶硅和厚氧研磨掉，消除上述过渡区域的厚氧台阶，放在后续工艺中控制栅多晶硅刻蚀后留下残留导致栅源极之间的漏电，这种方法需要多晶硅研磨设备，工艺成本较高。如果不采用CMP设备而用低成本的干法刻蚀方法刻蚀多晶硅，由于刻蚀对多晶硅和其下面的二氧化硅选择比很高，基本不会刻蚀二氧化硅，后续原胞区内有源区上的厚二氧化硅会通过光刻定义后进行湿法刻蚀去掉，但终端保护环以及与有源区等电位的源极多晶硅范围内的厚二氧化硅无法去除，这样在与原胞的过渡区域会形成厚氧台阶，为消除控制栅多晶硅残留问题需要比较多的过量刻蚀，这样会造成原胞区沟槽内的控制栅多晶硅厚度很薄，控制栅的金属连接通孔很容易刻穿并破坏屏蔽栅(与源极相连)和控制栅两层多晶硅之间的二氧化硅隔离层，带来同样的栅源极漏电风险，另外控制栅过量刻蚀还会造成沟道长度变短，引起大的阈值电压波动。这种工艺与器件版图设计的匹配度要求很高，而且工艺控制难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种工艺简单、制备成本低的中压屏蔽栅场效应晶体管的制备方法。

为达到上述目的，本发明提出一种中压屏蔽栅场效应晶体管的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：准备衬底；

步骤2：在所述衬底表面的有源区和终端区生成第一层二氧化硅层；

步骤3：在所述第一层二氧化硅层表面生长一层氮化硅层；

步骤4：在所述氮化硅层表面再生成第二层二氧化硅层；

步骤5：在所述有源区和所述终端区之间刻蚀沟槽；

步骤6：在所述衬底的表面进行热氧化场氧生长，使得所述沟槽的侧壁和底部形成厚场氧；

步骤7：向所述沟槽内填充多晶硅，填充后刻蚀所述多晶硅，使得所述多晶硅表面位于所述第二层二氧化硅层和所述氮化硅层之间；

步骤8：利用湿法刻蚀去除位于衬底表面的所述第二层二氧化硅层；

步骤9：继续刻蚀所述多晶硅，使得多晶硅表面与硅表面齐平；

步骤10：将所述衬底的保护环区涂胶保护，对所述衬底的原胞区的多晶硅进行刻蚀，去除部分多晶硅，未刻蚀的多晶硅形成屏蔽栅；

步骤11：对所述衬底去胶后去除所述衬底表面的所述氮化硅层以及所述第一层二氧化硅层；

步骤12：所述保护区涂胶保护，对所述原胞区的沟槽内进行厚场氧部分刻蚀；

步骤13：对所述衬底的原胞区进行热氧化场氧生长，在所述原胞区的沟槽内再生成场氧，使得场氧包裹住所述沟槽内的多晶硅；

步骤14：在所述原胞区的沟槽内填充第二层多晶硅，填充后刻蚀所述多晶硅，使得多晶硅表面与硅表面齐平；

步骤15：沟槽工艺完成后，对所述衬底进行离子注入后实现与金属连线之间的连接，完成晶体管的制备。