一种半导体器件的形成方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件的形成方法，涉及半导体制造领域，并通过在形成图形化的光刻胶层之前，增加了通过离子注入工艺对所述氧化硅层注入非电性元素，改变了所述氧化硅层表面的富氧状况，达到了对氧化硅层的材料改性的效果，增加了所述光刻胶层与所述氧化硅层之间的粘附性，同时降低了湿法刻蚀工艺时BOE溶液对所述氧化硅层的刻蚀速率，达到改善湿法刻蚀工艺形成钻蚀及在光刻胶下方由于BOE溶液渗透导致的额外的冲刷，改善了BOE溶液对所述氧化硅层的横向蚀刻和纵向蚀刻的蚀刻比例，增加了半导体器件的工艺窗口，从而避免了SGT器件的沟槽内的多晶硅栅极和位于沟槽上方的多晶硅源极接触的风险，使得SGT器件不会失效。使得SGT器件不会失效。使得SGT器件不会失效。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体器件的形成方法。

技术介绍

[0002]在集成电路制造过程中，尤其在功率器件（例如SGT器件，即屏蔽栅沟槽型器件）的沟槽结构制造工艺中，有一道工艺用到湿法刻蚀工艺，并通过湿法刻蚀工艺去除沟槽内1um左右厚度的二氧化硅。该工艺制程过程包括：先在硅片表面涂布一层光刻胶，通过光刻和显影工艺形成图形化的光刻胶，以将硅片的部分表面裸露出来；然后，采用BOE溶液（氟化铵与氢氟酸的混合液）经过湿刻工艺去除沟槽内需要除去的二氧化硅。
[0003]这种工艺制程过程中存在很大的缺陷，其中，由于硅片表面的二氧化硅薄膜的亲水特性，而对应光刻胶的憎水特性，导致光刻胶和硅片表面的粘合度不够紧密，这就使得在湿法刻蚀时，由于BOE溶液在湿法刻蚀槽（tank）的内部不停的打循环，以保证BOE溶液的温度及浓度的均匀性，从而导致硅片在湿法刻蚀时会受到BOE溶液对其的冲刷，进而产生“浮胶”的现象，如图1a
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1b所示，该现象发生时，BOE溶液会沿着光刻胶与二氧化硅之间的缝隙渗透进去，并在光刻胶下方的二氧化硅中形成钻蚀a，使得湿法刻蚀工艺自身的各项同性蚀刻从纵向和横向蚀刻比1:1的状态发生改变，由于横向蚀刻额外受到钻蚀a的加持，使得纵向蚀刻和横向蚀刻比达到1:2甚至1:3，以SGT器件的形成过程为例，在横向蚀刻发生严重钻蚀a时，还会使得SGT器件的沟槽内的多晶硅栅极和位于沟槽上方的多晶硅源极接触的风险，从而造成SGT器件失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种半导体器件的形成方法，可以改善湿法刻蚀工艺时在二氧化硅与光刻胶之间产生“浮胶”的现象，从而改善钻蚀现象。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括以下步骤：步骤S1：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有氧化硅层；步骤S2：通过离子注入工艺对所述氧化硅层注入非电性元素，改变了所述氧化硅层表面的富氧状况；步骤S3：在所述氧化硅层上形成图形化的光刻胶层；步骤S4：以图形化的所述光刻胶层为掩模，湿法刻蚀所述氧化硅层，从而形成半导体器件。
[0006]可选的，所述半导体衬底中形成有用于形成SGT器件的沟槽，在所述沟槽中形成有多晶硅源极。
[0007]进一步的，所述氧化硅层覆盖所述多晶硅源极。
[0008]可选的，所述氧化硅层为HDP氧化层。
[0009]可选的，步骤S2包括：通过离子注入工艺对所述氧化硅层注入非电性元素；以及
进行退火工艺。
[0010]进一步的，所述非电性元素包括硅和锗。
[0011]进一步的，所述离子注入工艺的能量为20 KeV ~40KeV，剂量为1E15 ions/cm2~5E15 ions/cm2。
[0012]可选的，步骤S3包括：先在所述氧化硅层表面涂敷一光刻胶层，再通过显影工艺图形化处理所述光刻胶层。
[0013]可选的，步骤S4包括：以图形化的所述光刻胶层为掩模，采用BOE溶液对所述氧化硅层进行湿法刻蚀；去除所述光刻胶层，并对所述半导体衬底进行清洗，以形成半导体器件。
[0014]进一步的，所述半导体器件为SGT器件。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括以下步骤：步骤S1：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有氧化硅层；步骤S2：通过离子注入工艺对所述氧化硅层注入非电性元素，改变了所述氧化硅层表面的富氧状况；步骤S3：在所述氧化硅层上形成图形化的光刻胶层；步骤S4：以图形化的所述光刻胶层为掩模，湿法刻蚀所述氧化硅层，从而形成半导体器件。本专利技术通过在形成图形化的光刻胶层之前，增加了通过离子注入工艺对所述氧化硅层注入非电性元素，改变了所述氧化硅层表面的富氧状况，达到了对氧化硅层的材料改性的效果，增加了所述光刻胶层与所述氧化硅层之间的粘附性，同时降低了湿法刻蚀工艺时BOE溶液对所述氧化硅层的刻蚀速率，达到改善湿法刻蚀工艺形成钻蚀及在光刻胶下方由于BOE溶液渗透导致的额外的冲刷，改善了BOE溶液对所述氧化硅层的横向蚀刻和纵向蚀刻的蚀刻比例，增加了半导体器件的工艺窗口，从而避免了SGT器件的沟槽内的多晶硅栅极和位于沟槽上方的多晶硅源极接触的风险，使得SGT器件不会失效。
附图说明
[0016]图1a
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1b为半导体器件在湿法刻蚀工艺时在光刻胶下方的二氧化硅中形成的钻蚀现象的示意图；图2为本专利技术一实施例提供的一种半导体器件的形成方法的流程示意图；图3为本专利技术一实施例提供的半导体衬底的结构示意图；图4为本专利技术一实施例提供的离子注入工艺时的结构示意图；图5为本专利技术一实施例提供的形成光刻胶层后的结构示意图；图6为本专利技术一实施例提供的形成图形化的光刻胶层后的结构示意图；图7为本专利技术一实施例提供的湿法刻蚀工艺后的结构示意图；图8为本专利技术的湿法刻蚀溶液对氧化硅层的刻蚀速率以及现有技术的湿法刻蚀溶液对氧化硅层的刻蚀速率的示意图。
[0017]附图标记说明：a
‑
钻蚀；100
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半导体衬底；110
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氧化硅层；m
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硅原子；n
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氧原子；k
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非电性元素；200
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光刻胶层。
具体实施方式
[0018]以下将对本专利技术的一种半导体器件的形成方法作进一步的详细描述。下面将参照附图对本专利技术进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。
[0019]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的， 但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0020]为使本专利技术的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0021]图2为本实施例提供的一种半导体器件的形成方法的流程示意图。如图2所示，本实施例提供一种半导体器件的形成方法，包括以下步骤：步骤S1：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有氧化硅层；步骤S2：通过离子注入工艺对所述氧化硅层注入非电性元素，改变了所述氧化硅层表面的富氧状况；步骤S3：在所述氧化硅层上形成图形化的光刻胶层；步骤S4：以图形化的所述光刻胶层为掩模，湿法刻蚀所述氧化硅层，从而形成半导体器件。
[0022]以下结合图3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有氧化硅层；步骤S2：通过离子注入工艺对所述氧化硅层注入非电性元素，改变了所述氧化硅层表面的富氧状况；步骤S3：在所述氧化硅层上形成图形化的光刻胶层；步骤S4：以图形化的所述光刻胶层为掩模，湿法刻蚀所述氧化硅层，从而形成半导体器件。2.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底中形成有用于形成SGT器件的沟槽，在所述沟槽中形成有多晶硅源极。3.如权利要求2所述的形成方法，其特征在于，所述氧化硅层覆盖所述多晶硅源极。4.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述氧化硅层为HDP氧化层。5.如权利要求1所述的形成方法，其特征在于，步骤S2包括：通过离子注入工艺对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红波，欧志文，唐斌，付志强，杨洪军，苏小鹏，
申请(专利权)人：广州粤芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：