ONO屏蔽栅的SGT结构及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112382572A(43)申请公布日2021.02.19(21)申请号202110055819.8(22)申请日2021.01.15(71)申请人龙腾半导体股份有限公司地址710018陕西省西安市未央区经济技术开发区凤城十二路1号出口加工区(72)发明人杨乐李铁生楼颖颖李恩求刘琦(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人李罡(51)Int.Cl.H01L21/336(2006.01)H01L21/28(2006.01)H01L29/786(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图14页(54)发明名称ONO屏蔽栅的SGT结构及其制造方法(57)摘要本发明涉及ONO屏蔽栅的SGT结构及其制造方法，在Si衬底片表面生长N型外延层，在外延层表面形成硬掩膜；刻蚀出深沟槽，内填硼硅玻璃BSG；将沟槽内BSG腐蚀至沟槽指定位置，进行第二层氮化硅淀积和厚氧化层淀积；沟槽内回填源极多晶硅并回刻；去除露出的厚氧化层；将沟槽内源极多晶硅刻蚀至沟槽指定位置；形成源极多晶硅氧化层，同时使硼硅玻璃BSG中硼Boron扩散至深沟槽外围的Si材料中形成P柱；去除露出的氮氧化物、薄氧化物；形成栅极氧化层,回填栅极多晶硅并回刻，形成器件的栅极；开接触孔和金属布线。本发明在暴露的硼硅玻璃上方淀积了高密度氮化硅，能有效阻止硼在后续的高温炉管工艺过程中析出。CN112382572ACN112382572A权利要求书1/1页1.一种ONO屏蔽栅的SGT结构的制造方法，其特征在于：所述SGT的屏蔽栅由ONO包围，所述方法包括以下步骤：步骤一：在Si衬底片表面生长N型外延层；步骤二：在外延层表面依次形成薄氧化层、薄氮化硅、厚氧化层，组成硬掩膜；步骤三：利用沟槽光刻版进行光刻工艺，对沟槽位置曝光，再通过干法刻蚀，将曝光位置刻蚀出深沟槽；步骤四：利用CVD工艺在深沟槽内填满硼硅玻璃，并通过回流工艺使表面平坦化；步骤五：利用干法腐蚀将沟槽内硼硅玻璃腐蚀至沟槽指定位置；步骤六：进行第二层氮化硅淀积；步骤七：进行厚氧化层淀积；步骤八：沟槽内回填源极多晶硅并回刻蚀至沟槽指定位置；步骤九：使用湿法刻蚀将露出的厚氧化层去除；步骤十：使用各向同性刻蚀，再次将沟槽内源极多晶硅刻蚀至沟槽指定位置；步骤十一：使用热氧化工艺形成源极多晶硅氧化层，同时使硼硅玻璃材料中硼扩散至深沟槽外围的Si材料中，形成P柱；步骤十二：使用湿法去除露出的氮氧化物、薄氧化物；步骤十三：使用热氧化工艺形成栅极氧化层,回填栅极多晶硅并回刻蚀至沟槽指定位置，形成器件的栅极；然后与常规MOSFET的制程一样，直到开接触孔和金属布线。2.根据权利要求1所述的ONO屏蔽栅的SGT结构的制造方法，其特征在于：步骤一中，外延层厚度为5微米至20微米。3.根据权利要求2所述的ONO屏蔽栅的SGT结构的制造方法，其特征在于：步骤五中，利用干法腐蚀将沟槽内硼硅玻璃腐蚀至Si表面以下2微米至17微米。4.根据权利要求3所述的ONO屏蔽栅的SGT结构的制造方法，其特征在于：步骤六：第二层氮化硅淀积厚度为0.05微米至1微米。5.根据权利要求4所述的ONO屏蔽栅的SGT结构的制造方法，其特征在于：步骤七中，厚氧化层淀积厚度为0.1微米至1微米。6.根据权利要求5所述的ONO屏蔽栅的SGT结构的制造方法，其特征在于：步骤八中，沟槽内回填源极多晶硅并回刻蚀，回刻蚀深度为1微米至1.5微米。7.根据权利要求6所述的ONO屏蔽栅的SGT结构的制造方法，其特征在于：步骤十中，将沟槽内源极多晶硅刻蚀至厚氧化层下0.05微米至0.15微米。8.一种如权利要求7所述的方法制造的ONO屏蔽栅的SGT结构。2CN112382572A说明书1/4页ONO屏蔽栅的SGT结构及其制造方法技术领域[0001]本发明属于半导体功率器件技术领域，具体涉及一种氧化硅-氮化硅-氧化硅（ONO）屏蔽栅的屏蔽栅极沟槽（Shield-Gate-Trench，SGT）结构及其制造方法。背景技术[0002]SGT结构因其具有电荷耦合效应，在传统沟槽金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET）垂直耗尽（P-Body/N-Epi结）基础上引入了水平耗尽，将器件电场由三角形分布改变为近似矩形分布。在采用同样掺杂浓度的外延规格情况下，器件可以获得更高的击穿电压，该结构在中低压功率器件领域得到广泛应用。[0003]图14为现有的三段式SGT结构，在制造过程中，硼硅玻璃（Borosilicateglass，BSG）回刻蚀后，暴露的硼硅玻璃进入了前段工艺的炉管设备，硼硅玻璃在高温下会析出硼并扩散至炉管