一种沟槽体内场版结构的形成方法技术

本发明专利技术提供一种沟槽体内场版结构的形成方法，在衬底上刻蚀形成沟槽；在沟槽的底部和侧壁形成多晶硅；同时热氧化沟槽底部和侧壁的多晶硅，之后热氧化与多晶硅接触区域的硅衬底，使得多晶硅被充分热氧化；在具有多晶硅侧壁的沟槽内填充多晶硅。本发明专利技术涉及沟槽结构形成的方法，可以明显增加沟槽底部的热氧厚度，改善沟槽内热氧的整体均匀性，提升器件的耐压性能。

A method of forming the inner field plate structure of groove body

【技术实现步骤摘要】
一种沟槽体内场版结构的形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种沟槽体内场版结构的形成方法。
技术介绍
如图1所示，图1显示为现有技术中的Trench体内场板辅助耗尽示意图；利用沟槽(Trench)工艺做“体内场板”，可以辅助功率器件耗尽层的形成，使耗尽更加的充分和均匀，增强功率器件的耐压特性，提升击穿电压BV(例如Trench肖特基工艺)。如图2所示，图2显示为现有技术中的Trench场板结构示意图，Trench辅助耗尽，需要形成Trench+热氧+多晶硅(POLY)的结构；如图3a至图3c所示，图3a至图3c显示为现有技术中沟槽体内场版结构形成中的各结构示意图；其中先形成沟槽01，之后在沟槽侧壁淀积多晶硅层，接着热氧化该多晶硅层形成热氧化的多晶硅02，之后在沟槽中填充多晶硅03，其中热氧作为体内场版的电介质，POLY作为场版的金属线；体内场板的耗尽能力与Trench内的热氧厚度密切相关；传统的Trench内热氧是采用直接氧化硅衬底的方法形成，由于Trench侧壁是<110>晶相，底部是<100>晶相，根据热氧化的特性，侧壁的热氧厚度X会大于底部热氧厚度Y。由于Trench底部的电场线是最密集的，因此会导致击穿电压BV不达标的情况。传统工艺中为了增加Y的厚度，会选择增大TrenchCD,使X/Y同步增大。这种传统方法会显著的增大器件尺寸，增加成本和功耗，降低竞争力。因此，需要提出一种新方法来解决上述问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种沟槽体内场版结构的形成方法，用于解决现有技术中为使得击穿电压达标而采用同步增大沟槽底部和侧壁尺寸，导致器件尺寸增大而增加成本的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种沟槽体内场版结构的形成方法，该方法至少包括以下步骤：步骤一、提供衬底，在所述衬底上刻蚀形成沟槽；步骤二、在所述沟槽的底部和侧壁形成多晶硅；步骤三、同时热氧化所述沟槽底部和侧壁的多晶硅，之后热氧化与所述多晶硅接触区域的硅衬底，使得所述多晶硅被充分热氧化；步骤四、在具有所述多晶硅侧壁的所述沟槽内填充多晶硅。优选地，步骤一中所述沟槽的形状为U型。优选地，步骤二中采用炉管淀积的方法在所述沟槽的底部和侧壁形成多晶硅。优选地，步骤二中根据器件的耐压大小形成所述多晶硅的厚度。优选地，步骤二中形成的所述多晶硅的厚度为2000-3000埃。优选地，步骤二中形成所述多晶硅的厚度根据耐压为120V的击穿电压而形成。优选地，步骤三中与所述多晶硅接触区域的硅衬底为所述U型沟槽之外小于所述多晶硅十分之一厚度的硅衬底。优选地，步骤三中采用炉管热氧化所述多晶硅。优选地，步骤三中采用炉管热氧化所述硅衬底。优选地，步骤四中采用炉管淀积的方法在所述沟槽内填充多晶硅。如上所述，本专利技术的沟槽体内场版结构的形成方法，具有以下有益效果：本专利技术涉及沟槽结构形成的方法，可以明显增加沟槽Trench底部的热氧厚度，改善沟槽Trench内热氧的整体均匀性，提升器件的耐压性能。附图说明图1显示为现有技术中的Trench体内场板辅助耗尽示意图；图2显示为现有技术中的Trench场板结构示意图；图3a至图3c显示为现有技术中沟槽体内场版结构形成中的各结构示意图；图4显示为本专利技术的沟槽体内场版结构的形成方法流程图；图5a至图5d显示为本专利技术的沟槽体内场版结构形成中的各结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图4至图5d。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一本专利技术提供一种沟槽体内场版结构的形成方法，如图4所示，图4显示为本专利技术的沟槽体内场版结构的形成方法流程图。该方法包括以下步骤：步骤一、提供衬底，在所述衬底上刻蚀形成沟槽(Trench)；可参阅图5a，图5a显示为本专利技术在衬底上形成沟槽(Trench)的结构示意图。本专利技术进一步地，步骤一中所述沟槽(Trench)01的形状为U型。如图4所示，步骤二、在所述沟槽(Trench)01的底部和侧壁形成多晶硅03；如图5b所示，图5b显示为本专利技术在沟槽(Trench)的底部和侧壁形成多晶硅03的结构示意图。本专利技术进一步地，步骤二中采用炉管淀积的方法在所述沟槽(Trench)01的底部和侧壁形成多晶硅03。本专利技术更进一步地，步骤二中根据器件的耐压大小形成所述多晶硅03的厚度，亦即根据器件的击穿电压BV的大小不同形成的所述沟槽(Trench)侧壁和底部的多晶硅03的厚度不同。该步骤采用炉管淀积POLY，利用Trench侧壁和底部的多晶硅(POLY)晶相没有差异的特性，可以避免硅衬底氧化不均匀所存在的问题。如图4所示，步骤三、同时热氧化所述沟槽(Trench)底部和侧壁的多晶硅，之后热氧化与所述多晶硅层接触区域的硅衬底，使得所述多晶硅被充分热氧化；如图5c所示，图5c显示为本专利技术将沟槽内的多晶硅热氧化后形成热氧化的多晶硅的示意图；亦即所述热氧化的多晶硅02接触部分的硅衬底(U型沟槽的一圈硅衬底)。本专利技术再进一步地，步骤三中采用炉管热氧化所述多晶硅。进一步地，步骤三中采用炉管热氧化所述硅衬底。本专利技术更进一步地，步骤三中与所述多晶硅接触区域的硅衬底为所述U型沟槽之外小于所述多晶硅十分之一厚度的硅衬底。亦即被热氧化的硅衬底的厚度小于所述热氧化的多晶硅02厚度的十分之一。该步骤采用炉管工艺将POLY全部热氧化，将POLY全部氧化完的同时再氧化一小部分硅衬底；使得沟槽侧壁和底部的热氧化厚度一致性可以明显提升。如图4所示，步骤四、在具有所述多晶硅侧壁的所述沟槽(Trench)内填充多晶硅。形成的结构如图5d所示，本专利技术进一步地，步骤四中采用炉管淀积的方法在所述沟槽(Trench)内填充多晶硅。本专利技术还提供另一实施例：本实施例与实施例一的区别在于：步骤二中形成的所述多晶硅层03的厚度为2000-3000埃。并且本实施例中进一步地，步骤二中形成所述多晶硅层03的厚度根据耐压为120V的击穿电压而形成。本实施例的步骤一、提供衬底，在所述衬底上刻蚀形成沟槽；可参阅图5a，图5a显示为本专利技术在衬底上形成沟槽的结构示意图。本专利技术进一步地，步骤一中所述沟槽01的形状为U型。步骤二、在所述沟槽01的底部和侧壁形成多晶硅03；图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沟槽体内场版结构的形成方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：/n步骤一、提供衬底，在所述衬底上刻蚀形成沟槽；/n步骤二、在所述沟槽的底部和侧壁形成多晶硅；/n步骤三、同时热氧化所述沟槽底部和侧壁的多晶硅，之后热氧化与所述多晶硅接触区域的硅衬底，使得所述多晶硅被充分热氧化；/n步骤四、在具有所述多晶硅侧壁的所述沟槽内填充多晶硅。/n

【技术特征摘要】
1.一种沟槽体内场版结构的形成方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：
步骤一、提供衬底，在所述衬底上刻蚀形成沟槽；
步骤二、在所述沟槽的底部和侧壁形成多晶硅；
步骤三、同时热氧化所述沟槽底部和侧壁的多晶硅，之后热氧化与所述多晶硅接触区域的硅衬底，使得所述多晶硅被充分热氧化；
步骤四、在具有所述多晶硅侧壁的所述沟槽内填充多晶硅。


2.根据权利要求1所述的沟槽体内场版结构的形成方法，其特征在于：步骤一中所述沟槽的形状为U型。


3.根据权利要求1所述的沟槽体内场版结构的形成方法，其特征在于：步骤二中采用炉管淀积的方法在所述沟槽的底部和侧壁形成多晶硅。


4.根据权利要求1所述的沟槽体内场版结构的形成方法，其特征在于：步骤二中根据器件的耐压大小形成所述多晶硅的厚度。


5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓日，
申请(专利权)人：华虹半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32