[发明专利]一种解决SGT-MOSFET场氧化层横向过腐问题的制备方法

说明书

本发明公开了一种解决SGT‑MOSFET场氧化层横向过腐问题的制备方法，包括如下步骤：生长外延层，淀积掩蔽层，淀积光刻胶，沟槽光刻，沟槽刻蚀，掩蔽层移除，场氧化层生长，屏蔽栅多晶硅填充，屏蔽栅多晶硅刻蚀，场氧化层沟槽光刻，场氧化层浅沟槽填充形成掩膜层，场氧化层掩膜层光刻，场氧化层刻蚀，场氧化层掩膜层去除；生长栅氧化层，淀积栅多晶硅并刻蚀并形成MOSFET的栅极。本发明通过在深沟槽两头的场氧化层中形成垂直于深沟槽的另一沟槽，并在其中填充氮化硅，利用氮化硅阻隔场氧化层的横向刻蚀，从而有效解决场氧化层的过腐问题；相对于现有技术，本发明在不用牺牲芯片面积的前提下，解决场氧化层过腐的问题，规避卡紧失效的风险。

技术领域

本发明涉及一种制备方法，尤其涉及一种解决SGT-MOSFET场氧化层横向过腐问题的制备方法。

背景技术

SGT的工艺步骤一般为：先在外延层刻蚀形成深沟槽，接着在深沟槽里生长场氧化层，然后填充屏蔽栅多晶硅；然后刻蚀场氧化层以形成栅沟槽，随后生长栅氧化层并填充多晶硅形成栅极；最后阱区离子注入以及源区离子注入形成源极，具体的SGT结构如图1所示。在SGT(split-gate-trench:分栅沟槽)结构的MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)制作工艺过程中，其场氧化层的横向过腐问题比较严重。

在目前的SGT制造工艺中，采用湿法刻蚀场氧化层以形成栅沟槽，随后填充多晶硅形成栅极；由于湿法刻蚀是各向同性的，并且光阻与场氧化层的粘附性不好，因此场氧化层的横向刻蚀比较严重，当纵向刻蚀量满足2um时，横向刻蚀量已达到6um；场氧化层的过腐情况如图1、图2、图3和图4所示。

在结构设计上，深沟槽两端的场氧化层需要保留，其位置不会形成栅沟槽，因此也就不会有栅极多晶硅；深沟槽两端只有屏蔽栅多晶硅，可以打孔引出屏蔽栅极，屏蔽栅极和源极是短接的。如果场氧化层的横向刻蚀比较严重，那么深沟槽两端的场氧化层就会过腐，在深沟槽两端也会形成栅沟槽，势必也会填充栅多晶硅，因此后面在屏蔽栅上打孔时容易短接栅极，造成器件失效。现有技术为了解决场氧化层过腐引起的器件失效问题，在版图设计上给予场氧化层10um的过腐余量；这种方法虽可以解决器件失效的问题，但无法改善过腐的问题，而且10um的过腐余量等于是牺牲掉芯片的面积，降低了器件的性能。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种解决SGT-MOSFET场氧化层横向过腐问题的制备方法，本发明通过在深沟槽两端的场氧化层中形成垂直于深沟槽的另一沟槽，并在其中填充氮化硅，利用氮化硅阻隔场氧化层的横向刻蚀，从而有效解决场氧化层的过腐问题。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种解决SGT-MOSFET场氧化层横向过腐问题的制备方法，包括如下步骤：

(1)、生长外延层：根据MOSFET的特性需求选择合适的外延圆片，该圆片由低范围电阻率的基片和定值电阻率的外延层组成，在基片上进行外延生长形成一外延层；

(2)、淀积掩蔽层：在外延层上生长一层掩蔽层；

(3)、淀积光刻胶：在掩蔽层上淀积一层光刻胶；

(4)、沟槽光刻：进行沟槽光刻，并对光刻胶和掩蔽层进行刻蚀，刻蚀出沟槽刻蚀窗口；

(5)、沟槽刻蚀：去除光刻胶，对沟槽刻蚀窗口进行深沟槽刻蚀，在掩蔽层的掩蔽作用下形成深沟槽；

(6)、掩蔽层移除：去除掩蔽层，对外延层表面进行牺牲氧化，并去掉氧化层；

(7)、场氧化层生长：生长氧化层，在深沟槽侧壁、底部和外延层表面生长出一层场氧化层；

(8)、屏蔽栅多晶硅填充：淀积屏蔽栅多晶硅，屏蔽栅多晶硅将深沟槽填充满，同时在外延层表面淀积一层屏蔽栅多晶硅；