SGTMOS器件栅多晶硅结构的制作方法技术

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法。该制作方法包括以下步骤：提供半导体基底层；淀积多晶硅，使得多晶硅基于半导体基底层的上端形貌，覆盖位于半导体基底层上表面的氧化层上和深沟槽的内表面上，直至覆盖在第二沟槽内表面的多晶硅填充满第二沟槽形成多晶硅结构；刻蚀去除半导体基底层背面的多晶硅；对多晶硅结构进行化学机械研磨，研磨掉多晶硅结构的表层，直至剩余多晶硅结构的上表面光滑平坦，且剩余多晶硅结构填充满第二沟槽并覆盖位于半导体基底层上表面的氧化层上；对剩余多晶硅层进行湿法刻蚀，去除剩余多晶硅层中覆盖位于半导体基底层上表面氧化层上的多晶硅，在第二沟槽中形成栅多晶硅结构。槽中形成栅多晶硅结构。槽中形成栅多晶硅结构。

【技术实现步骤摘要】
SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法。

技术介绍

[0002]屏蔽栅沟槽MOS器件作为中压MOS器件的代表，常被作为开关器件广泛应用于电机驱动系统、逆变器系统及电源管理系统等，是核心功率控制部件。
[0003]相关技术中的屏蔽栅沟槽MOS器件包括深沟槽、第一沟槽和第二沟槽。该第一沟槽形成于深沟槽的下部，第一沟槽中填充有多晶硅，第二沟槽形成于深沟槽的上部，第二沟槽中填充有多晶硅。深沟槽、第一沟槽和第二沟槽之间通过氧化层相互隔离。
[0004]相关技术通常在炉管中制作SGT(Shield Gate Trench,屏蔽栅沟槽)MOS器件栅多晶硅结构，即向炉管中通入甲硅烷气体，使得该甲硅烷气体裂解成多晶硅并附着带有第二沟槽的器件表面，从而逐渐填充该第二沟槽，然后通过化学机械研磨工艺研磨去除第二沟槽外的多晶硅。
[0005]相关工艺在制作栅多晶硅结构时，通常采用过研磨的手段以保证第二沟槽外不残留多晶硅。然而，过研磨的方式同时会造成部分栅氧层被去除而出现厚度均一性较差的问题。尤其是位于第二沟槽顶角处的栅氧层，其更容易出现过薄而导致器件反向第二漏电偏大且离散的问题。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法，可以解决相关技术中栅氧层的均一性较差，容易出现过薄而导致器件反向第二漏电偏大且离散的问题。
[0007]为了解决
技术介绍
中所述的技术问题，本申请提供一种SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法，所述SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法包括以下步骤：
[0008]提供半导体基底层；所述半导体基底层中形成有深沟槽，所述深沟槽中形成位于下部的第一沟槽和位于上部的第二沟槽，所述深沟槽、第一沟槽和第二沟槽之间通过氧化层相互隔离，所述氧化层从所述深沟槽中延伸并覆盖所述半导体基底层的上表面，所述第一沟槽中填充有第一多晶硅，所述第二沟槽上端开口；
[0009]淀积多晶硅，使得多晶硅基于所述半导体基底层的上端形貌，覆盖位于所述半导体基底层上表面的氧化层上和所述深沟槽的内表面上，直至覆盖在所述第二沟槽内表面的多晶硅填充满所述第二沟槽形成多晶硅结构；
[0010]刻蚀去除所述半导体基底层背面的多晶硅；
[0011]对所述多晶硅结构进行化学机械研磨，研磨掉所述多晶硅结构的表层，直至剩余多晶硅结构的上表面光滑平坦，且剩余多晶硅结构填充满所述第二沟槽并覆盖位于所述半导体基底层上表面的氧化层上；
[0012]以所述氧化层作为刻蚀停止层对剩余多晶硅层进行湿法刻蚀，去除所述剩余多晶
硅层中覆盖位于所述半导体基底层上表面氧化层上的多晶硅，在所述第二沟槽中形成所述栅多晶硅结构。
[0013]可选地，所述淀积多晶硅，使得多晶硅基于所述半导体基底层的上端形貌，覆盖在所述半导体基底层的上表面和所述深沟槽的内表面上，直至覆盖在所述深沟槽内表面的多晶硅填充满所述深沟槽形成多晶硅结构的步骤包括：
[0014]在炉管中，在500℃至600℃温度环境下，向炉管中通入SiH4气体，持续9小时至12小时的时间，以淀积多晶硅，使得多晶硅基于所述半导体基底层的上端形貌，覆盖在所述半导体基底层的上表面和所述深沟槽的内表面上，直至覆盖在所述深沟槽内表面的多晶硅填充满所述深沟槽形成多晶硅结构。
[0015]可选地，所述对所述多晶硅结构进行化学机械研磨，研磨掉所述多晶硅结构的表层，直至剩余多晶硅结构的上表面光滑平坦，且剩余多晶硅结构填充满所述深沟槽并覆盖位于所述半导体基底层上表面的氧化层上的步骤中，所述剩余多晶硅结构覆盖位于所述半导体基底层上表面氧化层上的厚度为400埃至600埃。
[0016]可选地，所述以所述氧化层作为刻蚀停止层对剩余多晶硅层进行湿法刻蚀，去除所述剩余多晶硅层中覆盖位于所述半导体基底层上表面氧化层上的多晶硅，在所述第二沟槽中形成所述栅多晶硅结构的步骤包括：
[0017]通过酸性刻蚀液，以所述氧化层作为刻蚀停止层对剩余多晶硅层进行湿法刻蚀，去除所述剩余多晶硅层中覆盖位于所述半导体基底层上表面氧化层上的多晶硅，在所述第二沟槽中形成所述栅多晶硅结构。
[0018]可选地，所述酸性刻蚀液包括氢氟酸，或硝酸，或氢氟酸与硝酸的混合液。
[0019]可选地，在所述以所述氧化层作为刻蚀停止层对剩余多晶硅层进行湿法刻蚀，去除所述剩余多晶硅层中覆盖位于所述半导体基底层上表面氧化层上的多晶硅，在所述第二沟槽中形成所述栅多晶硅结构的步骤完成后，所述栅多晶硅结构的上表面低于所述半导体基底层的高度为800埃至1000埃。
[0020]可选地，所述淀积多晶硅，使得多晶硅基于所述半导体基底层的上端形貌，覆盖位于所述半导体基底层上表面的氧化层上和所述深沟槽的内表面上，直至覆盖在所述第二沟槽内表面的多晶硅填充满所述第二沟槽形成多晶硅结构的步骤中，覆盖位于所述半导体基底层上表面的氧化层上的多晶硅层的厚度为3500埃至4500埃。
[0021]本申请技术方案，至少包括如下优点：本申请能够保护氧化层顶角，避免因氧化层顶角被研磨减薄而出现器件反向第二漏电偏大且离散的问题。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1示出了本申请一实施例提供的SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法流程图；
[0024]图2示出了步骤S110完成后的器件剖视结构示意图；
[0025]图3示出了步骤S120完成后的器件剖视结构示意图；
[0026]图4示出了步骤S140完成后的器件剖视结构示意图；
[0027]图5示出了步骤S150完成后形成的器件剖视结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法，其特征在于，所述SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法包括以下步骤：提供半导体基底层；所述半导体基底层中形成有深沟槽，所述深沟槽中形成位于下部的第一沟槽和位于上部的第二沟槽，所述深沟槽、第一沟槽和第二沟槽之间通过氧化层相互隔离，所述氧化层从所述深沟槽中延伸并覆盖所述半导体基底层的上表面，所述第一沟槽中填充有第一多晶硅，所述第二沟槽上端开口；淀积多晶硅，使得多晶硅基于所述半导体基底层的上端形貌，覆盖位于所述半导体基底层上表面的氧化层上和所述深沟槽的内表面上，直至覆盖在所述第二沟槽内表面的多晶硅填充满所述第二沟槽形成多晶硅结构；刻蚀去除所述半导体基底层背面的多晶硅；对所述多晶硅结构进行化学机械研磨，研磨掉所述多晶硅结构的表层，直至剩余多晶硅结构的上表面光滑平坦，且剩余多晶硅结构填充满所述第二沟槽并覆盖位于所述半导体基底层上表面的氧化层上；以所述氧化层作为刻蚀停止层对剩余多晶硅层进行湿法刻蚀，去除所述剩余多晶硅层中覆盖位于所述半导体基底层上表面氧化层上的多晶硅，在所述第二沟槽中形成所述栅多晶硅结构。2.如权利要求1所述的SGT MOS器件栅多晶硅结构的制作方法，其特征在于，所述淀积多晶硅，使得多晶硅基于所述半导体基底层的上端形貌，覆盖在所述半导体基底层的上表面和所述深沟槽的内表面上，直至覆盖在所述深沟槽内表面的多晶硅填充满所述深沟槽形成多晶硅结构的步骤包括：在炉管中，在500℃至600℃温度环境下，向炉管中通入SiH4气体，持续9小时至12小时的时间，以淀积多晶硅，使得多晶硅基于所述半导体基底层的上端形貌，覆盖在所述半导体基底层的上表面和所述深沟槽的内表面上，直至覆盖在所述深沟槽内表面的多晶硅填充满所述深沟槽形成多晶硅结构。3.如权利要求1所述的SGT MOS器件栅多晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文镇，钱佳成，王雪纯，王艺晨，马栋，
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：