成長(zhǎng)低應(yīng)力igbt溝槽型柵極的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種成長(zhǎng)低應(yīng)力IGBT溝槽型柵極的方法，包括：1）在硅片的正面和背面上，分別沉積保護(hù)膜；2）在硅片背面進(jìn)行第一溝槽刻蝕；3）在硅片背面沉積第一溝槽封口膜；4）在硅片正面進(jìn)行第二溝槽刻蝕；5）在硅片正面沉積第二溝槽封口膜；6）去除硅片背面的第一溝槽封口膜和保護(hù)膜，以及去除硅片正面的第二溝槽封口膜和保護(hù)膜；7）在硅片的溝槽側(cè)壁和底部以及硅片表面成長(zhǎng)柵極氧化層，并在柵極氧化層表面沉積多晶硅，填充滿溝槽，從而形成IGBT溝槽型柵極。本發(fā)明能改善硅片翹曲度，形成低應(yīng)力IGBT溝槽型柵極，避免工藝流程中的傳送問題。
【專利說明】成長(zhǎng)低應(yīng)力IGBT溝槽型柵極的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體領(lǐng)域中的柵極的成長(zhǎng)方法，特別是涉及一種射頻橫向擴(kuò)散 晶體管無缺陷深場(chǎng)氧隔離的成長(zhǎng)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在半導(dǎo)體各類器件結(jié)構(gòu)中，溝槽式晶閘管由于其特殊的通道特性和電學(xué)特征被廣 泛運(yùn)用于各類功率器件，特別是IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極 型晶體管）器件，由于其獨(dú)特的高壓高電流的工作環(huán)境，溝槽式晶閘管要求較大尺寸的溝槽 柵極。
[0003] 隨著終端客戶對(duì)器件的性能要求的提升，器件所需要的溝槽愈來愈深，由此帶來 的溝槽式柵極的應(yīng)力愈發(fā)突出。IGBT溝槽柵極氧化層成長(zhǎng)完成后，之后一步沉積多晶硅作 為柵極，由于多晶硅本身很大的正應(yīng)力，將導(dǎo)致硅片翹曲度增加(如表1所示的IGBT工藝流 程中的硅片曲率半徑)，導(dǎo)致整個(gè)IGBT工藝流程特別光刻設(shè)備面臨傳送難題，甚至可能導(dǎo)致 硅片無法流片或發(fā)生碎片事件。
[0004] 表1 IGBT工藝流程曲率半徑
[0005]

【權(quán)利要求】
1. 一種成長(zhǎng)IGBT溝槽型柵極的方法，其特征在于，包括步驟： 1) 在硅片的正面和背面上，分別沉積保護(hù)膜； 2) 翻轉(zhuǎn)硅片，使得硅片背面朝上，在硅片背面進(jìn)行第一溝槽刻蝕； 3)在硅片背面沉積第一溝槽封口膜，使步驟2)刻蝕的第一溝槽被封口； 4)翻轉(zhuǎn)硅片，使得硅片正面朝上，在硅片正面進(jìn)行第二溝槽刻蝕； 5)在硅片正面沉積第二溝槽封口膜，使步驟4)刻蝕的第二溝槽被封口； 6) 去除硅片背面的第一溝槽封口膜和保護(hù)膜，以及去除硅片正面的第二溝槽封口膜和 保護(hù)月吳； 7) 在硅片的溝槽側(cè)壁和底部以及硅片表面成長(zhǎng)柵極氧化層，并在柵極氧化層表面沉積 多晶硅，填充滿溝槽，從而形成IGBT溝槽型柵極。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，沉積的方法包括：通過熱氧 方式或化學(xué)氣相沉積法進(jìn)行沉積；保護(hù)膜的材質(zhì)包括：熱氧化膜和化學(xué)氣相沉積膜；其中， 熱氧化膜包括：二氧化硅膜；化學(xué)氣相沉積膜包括：常壓化學(xué)氣相沉積膜、亞常壓化學(xué)氣相 沉積膜、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積膜；保護(hù)膜的厚度為1000埃?20000埃； 所述步驟2)中，第一溝槽是通過刻蝕硅片背面沉積的保護(hù)膜至硅片表面下一預(yù)定深度 所形成的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，化學(xué)氣相沉積膜包括：二氧 化硅膜和氮化硅膜； 保護(hù)膜的厚度為5000埃。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟3)中，沉積的方法包括：化學(xué)氣相 沉積法； 第一溝槽封口膜的材質(zhì)包括：化學(xué)氣相沉膜，其中，化學(xué)氣相沉積膜包括：二氧化硅膜 和氮化硅膜；第一溝槽封口膜的厚度為5000埃?50000埃； 所述步驟4)中，第二溝槽是通過刻蝕硅片正面沉積的保護(hù)膜至硅片表面下一預(yù)定深度 所形成的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟3)中，沉積的方法為等離子增強(qiáng) 常壓化學(xué)氣相沉積法； 第一溝槽封口膜的厚度為10000埃。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟5)中，沉積的方法包括：化學(xué)氣相 沉積法； 第二溝槽封口膜的材質(zhì)包括：化學(xué)氣相沉積膜；其中，化學(xué)氣相沉積膜包括：二氧化硅 膜和氮化硅膜； 第二溝槽封口膜的厚度為5000埃?50000埃，且第二溝槽封口膜與第一溝槽封口膜的 厚度相同。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述步驟5)中，沉積的方法為等離子增強(qiáng) 常壓CVD沉積法； 第二溝槽封口膜的厚度為10000埃。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟6)中，去除的方法包括：通過濕法 刻蝕或干法刻蝕進(jìn)行去除； 其中，濕法刻蝕包括：雙面濕法刻蝕和單面濕法刻蝕。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：所述濕法刻蝕為雙面濕法刻蝕。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟7)中，成長(zhǎng)柵極氧化層的方法包 括：利用爐管成長(zhǎng)柵極氧化層的方法； 柵極氧化層的厚度為500埃?5000埃； 沉積多晶硅的方法包括：低壓化學(xué)氣相沉積法；多晶硅的厚度為2000埃?20000埃。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于：所述爐管包括：垂直式和水平式的爐管； 柵極氧化層的厚度為1000埃； 多晶硅的厚度為10000埃。
【文檔編號(hào)】H01L21/285GK104377123SQ201310354099
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】李琳松 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司