沟槽栅功率器件及其制备方法.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CN112233983A(43)申请公布日2021.01.15(21)申请号202011164364.5(22)申请日2020.10.27(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号(72)发明人高学(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人曹廷廷(51)Int.Cl.H01L21/336(2006.01)H01L29/423(2006.01)H01L29/78(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称沟槽栅功率器件及其制备方法(57)摘要本申请实施例公开了一种沟槽栅功率器件的制备方法及沟槽栅功率器件，其中所述制备方法包括：提供一衬底，刻蚀衬底以在衬底中形成沟槽；在沟槽的内表面上形成一场氧化层，并进一步在沟槽中形成屏蔽栅以及用于形成沟槽栅的栅极凹槽；在屏蔽栅上形成隔离介质层，并对隔离介质层回刻蚀，以保留屏蔽栅上的隔离介质层；在栅极凹槽中填充多晶硅并回刻蚀，以形成沟槽栅；去除沟槽栅所暴露出的隔离介质层；生长一层栅氧化层，在栅极凹槽的衬底侧壁形成栅氧化层，同时在暴露的屏蔽栅上形成栅间介质层。这样能解决现有技术中存在的屏蔽栅残留FOX表面的风险及W字形沟槽中沟槽栅多晶硅的残留等问题。CN112233983ACN112233983A权利要求书1/1页1.一种沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，包括：提供一衬底，刻蚀所述衬底，以在所述衬底中形成沟槽；在所述沟槽的内表面上形成一场氧化层，并进一步在所述沟槽中形成屏蔽栅以及用于形成沟槽栅的栅极凹槽；在所述屏蔽栅上形成隔离介质层，并对所述隔离介质层回刻蚀，以保留所述屏蔽栅上的隔离介质层；在所述栅极凹槽中填充多晶硅并回刻蚀，以形成沟槽栅；去除所述沟槽栅所暴露出的所述隔离介质层；生长一层栅氧化层，在所述栅级凹槽的衬底侧壁形成所述栅氧化层，同时在暴露的屏蔽栅上形成栅间介质层。2.根据权利要求1所述的沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，在对所述隔离介质层回刻蚀之后，对所述屏蔽栅进行热氧化，以形成栅间隔离层。3.根据权利要求1所述的沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，在对所述隔离介质层回刻蚀之后，所述屏蔽栅的表面高度与所述衬底的表面高度相同。4.根据权利要求1所述的沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，所述沟槽的截面形状为U型。5.根据权利要求1所述的沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，所述隔离介质层包括氮化硅或者氮氧化硅。6.根据权利要求1所述的沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，对所述隔离介质层回刻蚀之后，所述隔离介质层的表面高度低于所述场氧化层的表面高度。7.根据权利要求6所述的沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，所述场氧化层的表面高度与所述隔离介质层的表面高度之差小于预设阈值。8.根据权利要求1所述的沟槽栅功率器件的制备方法，其特征在于，在所述沟槽中形成屏蔽栅以及用于形成沟槽栅的栅极凹槽的步骤包括：通过沉积工艺在所述沟槽中填充多晶硅，并回刻蚀所述多晶硅，以形成屏蔽栅；掩蔽所述沟槽顶部两端处的所述场氧化层，并至少刻蚀所述沟槽其余区域处的所述屏蔽栅外围的所述场氧化层，以形成所述栅极凹槽。9.一种沟槽栅功率器件，其特征在于，如上权利要求1-8中任一项所述的沟槽栅功率器件件的制备方法制备而成。2CN112233983A说明书1/4页沟槽栅功率器件及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种屏蔽栅功率器件及其制备方法。背景技术[0002]在制作屏蔽栅(SGT，Splitgatetrench)功率器件的过程中，通常会先在衬底表面形成场氧层(FOX)，然后通过一张光罩刻蚀FOX和衬底，形成栅极沟槽，接着向栅极沟槽中填充多晶硅并回刻形成位于栅极沟槽中的屏蔽栅，之后会在在屏蔽栅顶部制作多晶硅间隔离氧化层以及沟槽栅。其中，多晶硅间隔离氧化层通常有两种方法来实现：一是通过沉积工艺向屏蔽栅顶部的栅极沟槽中填充氧化硅并回刻蚀来形成，另一种是通过热氧化工艺将屏蔽栅顶部氧化为氧化硅来实现。沟槽栅是通过多晶硅沉积和回刻蚀来形成的。[0003]上述工艺中，当FOX达到一定厚度时，在对沟槽栅的多晶硅回刻时，容易出现多晶硅残留，该多晶硅残留很有可能引起沟槽栅或屏蔽栅等与其他电学结构之间短路。其中造成该多晶硅残留的主要原因为：屏蔽栅与FOX表面的高度差比较大，以及，从屏蔽栅多晶硅顶部氧化后容易形成W字沟槽，从而导致后续沟槽栅多晶硅在此处难以清除。[0004]目前解决该多晶硅残留问题的方法是减少屏蔽栅多晶硅回刻蚀时间，由此将屏蔽栅抬高、减少其与FOX表面的高度差，有助于后续沟槽栅多晶硅的清除。但减少屏蔽栅多晶硅