低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103050389A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103050389A(43)申请公布日2013.04.17(21)申请号201210545430.2(22)申请日2012.12.14(71)申请人上海华虹NEC电子有限公司地址201206上海市浦东新区川桥路1188号(72)发明人李琳松(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人刘昌荣(51)Int.Cl.H01L21/28(2006.01)H01L21/285(2006.01)H01L21/331(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法(57)摘要本发明公开了一种低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法，该方法在成长完栅极氧化层后，进行以下工艺步骤：1）在栅极氧化层上沉积一层多晶硅，并确保沉积后，沟槽内留有缝隙；2）多晶体回刻，形成上方开口的沟槽填充形貌；3）高温退火；4）多晶硅补沉积，形成无缝填充的沟槽作为栅极。其中，步骤1）至2）或步骤1）至3）可以重复多次进行。该方法通过多次多晶硅成膜和高温退火，使多晶硅的大部分应力得以释放，避免了后续高温工艺引入的应力累积，从而降低了硅片的面内应力，改善了硅片的翘曲度，保证了后续工艺流程中硅片的正常传送。CN103589ACN103050389A权利要求书1/1页1.低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法，其特征在于，在成长完栅极氧化层后，还包括以下步骤：1）在栅极氧化层上沉积一层多晶硅，并确保沉积后，沟槽内留有缝隙；2）多晶体回刻，形成上方开口的沟槽填充形貌；3）重复0～8次步骤1）至2）；4）高温退火；5）多晶硅补沉积，形成无缝填充的沟槽作为栅极。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1），采用低压化学气相沉积方法。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1），沉积温度为450～700℃，压力为10～1000帕。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1），沉积温度为530℃，压力为25帕。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4），在炉管进行高温退火。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤4），退火温度为700～1150℃，退火时间为5～200分钟。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4），退火温度为950℃，退火时间为30分钟。8.低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法，其特征在于，在成长完栅极氧化层后，还包括以下步骤：1）在栅极氧化层上沉积一层多晶硅，并确保沉积后，沟槽内留有缝隙；2）多晶体回刻，形成上方开口的沟槽填充形貌；3）高温退火；4）重复0～8次步骤1）至2）；5）多晶硅补沉积，形成无缝填充的沟槽作为栅极。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤1），采用低压化学气相沉积方法，温度为450～700℃，压力为10～1000帕。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤3），在炉管进行高温退火，退火温度为700～1150℃，退火时间为5～200分钟。2CN103050389A说明书1/3页低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法技术领域[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法。背景技术[0002]在半导体各类器件结构中，沟槽式晶闸管由于其特殊的通道特性和电学特征被广泛运用于各类功率器件，特别是IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）器件，由于其独特的高压高电流的工作环境，其沟槽式晶闸管要求较大尺寸的沟槽栅极。目前，IGBT沟槽型栅极的制作方法是在栅极氧化层成长完成后，一步沉积多晶硅作为栅极。由于多晶硅本身很大的正应力，导致硅片的翘曲度很差，尤其是在沟槽较深的情况下，应力问题更为突出，严重的应力将导致硅片翘曲度增加，如图1和表1所示，导致整个IGBT工艺流程特别是光刻设备面临传送难题，甚至可能导致硅片无法流片或发生碎片事件。此外，应力还会使沟槽填充存在明显的缝隙，严重影响到器件的特性。[0003]表1IGBT工艺流程中硅片曲率半径的变化情况[0004]工艺步骤硅片曲率半径（米）投片332沟槽刻蚀-266栅极氧化层-251栅极多晶硅32发明内容[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法，它可以降低IGBT沟槽型栅极的应力。[0006]为解决上述技术问题，本发明的第一种低应力IGBT沟槽型栅极的成长方法，在成长完栅极氧化层后，进行以下工艺步骤：[0007]1）在栅极氧化层上沉积一层多晶硅，并确保沉积后，沟槽内留有缝隙；[0008]2）多晶体回刻，形成上方开口的沟槽填充形貌；[0009]3）