制作无阻挡层的高压器件的零层光刻标记的方法技术

本发明专利技术公开了一种制作无阻挡层的高压器件的零层光刻标记的方法，包括以下步骤：第一步，刻蚀出零层光刻标记沟槽；第二步，淀积一层介质层，并且去除零层光刻标记沟槽以外区域的介质层；第三步，刻蚀出深沟槽；第四步，在硅衬底上选择性生长一层外延层；第五步，将外延生长过程中淀积在硅衬底上的反型外延材料去除；第六步，用湿法刻蚀的方法将零层光刻标记沟槽内的介质层刻蚀掉，留下零层光刻标记图形。本发明专利技术能够在无阻挡层的高压器件上形成容易辨认的光刻标记，方便后续膜层的对准，能够保证工艺流程的顺畅，提高产品的良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体工艺方法，具体涉及一种制作无阻挡层的耐高压器件的零层光刻标记的方法。
技术介绍
在现今的半导体功率应用中已出现了一种新型的半导体器件，这种半导体器件既能够提高击穿电压又可以降低导通状态下的电阻。其具有交替排列的PN柱层，起到作为漂移层的超级结(super junction)的作用。超级结MOS晶体管制造过程中刻蚀和填充深沟槽的方法，是在η+型硅衬底上生长一层η-型外延层(单晶硅)，然后在该外延层上淀积一层或数层氧化膜或氮化膜，再刻蚀深沟槽，并用P型单晶硅进行选择性外延填充该深沟槽，最后用化学机械研磨(CMP)工艺进行表面平坦化。此时该深沟槽结构作为P型半导体柱，该深沟槽结构的两侧作为η型半导体柱，即得到了纵向交替排列的P型和η型半导体柱。上述方法中在单晶硅选择性外延过程中，需要改善填充性而引入的刻蚀性气体会导致深沟槽两侧的裸露出的单晶 硅衬底上部氧化层的横向刻蚀并产生底部切口，此时切口里的娃衬底露出，随后又会被娃外延所填充。由于这部分外延层存在于氧化膜下表面，和娃衬底形成一体，水平方向沿背向沟槽的部分延伸，在平坦化过程中难以去除。在后续氧化膜去除工艺，如果填充在这部分切口里面的外延层没有被去除，就会在沟槽的两侧形成硅脊，影响器件的某些电学性能。如果用阻挡层的方法来进行深沟槽的光刻和刻蚀，无法确保硅脊能够被去除，因此无法使用一层或数层氧化层或氮化层的组合体来作为刻蚀的阻挡层。零层光刻标记一般是采用先曝光、显影，然后再经过刻蚀的方法产生的，其表面图形区域必须保持一定的断差(st印height)，此标记才能在光刻机上正常工作。而耐高压器件由于是直接在硅衬底上进行深沟槽刻蚀并形成图形，进而用外延技术填充深沟槽，由于在零层光标图形中无阻挡层的存在，会导致在填充深沟槽的同时，外延层也会填充在零层光刻标记的图形中，而深沟槽填充物与硅衬底都是单晶，在后续的化学机械研磨流程中，由于无高选择比而导致断差太小，该光刻标记无法辨认，导致后续的工艺中无法使用该零层图形，为后续膜层的对准带来困难，影响工艺流程的顺畅，进而会影响产品的良率。如图1所示，零层光刻标记被外延层(EPI)所填充，无法辨认。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，它可以形成容易辨认的零层光刻标记。为解决上述技术问题，本专利技术的技术解决方案为包括以下步骤第一步，在硅衬底上形成一层光阻，并在硅衬底上进行曝光显影；然后在硅衬底上刻蚀出零层光刻标记沟槽；零层光刻标记沟槽的深度为O.1 10微米，宽度为I 10微米，长度为I 10微米；沟槽的形貌为垂直或者倾斜；其中零层光刻标记沟槽的尺寸优选为深度O. 5 5微米，宽度I 6微米，长度I 10微米。第二步，将硅衬底上的光阻去除；然后在硅衬底上淀积一层厚度为O.1 10微米的介质层；之后通过化学机械研磨去除零层光刻标记沟槽以外区域的介质层；所述介质层为氧化膜或者氮化膜；其中介质层由减压或者常压化学气相沉积的方法生成；介质层填满零层光刻标记沟槽，或者覆盖零层光刻标记沟槽的部分高度，即不填满零层光刻标记沟槽。其中介质层的厚度优选为O.1 I微米。化学机械研磨所使用的研磨液为包含二氧化硅和含氢氧根的碱性液体稳定剂。第三步，在硅衬底上形成一层光阻，用干法刻蚀的方法刻蚀出深沟槽；深沟槽的深度为10 100微米，宽度为I 10微米；然后将硅衬底上的光阻去除；其中深沟槽的尺寸优选为深度30 100微米，宽度I 5微米。第四步，在硅衬底上选择性生长一层外延层，使外延层将深沟槽填满；外延层的淀积厚度为O. 5 5微米；`其中外延层的淀积厚度优选为O. 5 2. 5微米。选择性生长外延层的方法采用减压化学气相沉积方法，并使用刻蚀性气体氯化氢来选择性生长在娃片表面。第五步，用化学机械研磨的方式将外延生长过程中淀积在硅衬底上的反型外延材料去除；第六步，用湿法刻蚀的方法将零层光刻标记沟槽内的介质层刻蚀掉，留下零层光刻标记图形。湿法刻蚀过程中，对于氧化膜介质层，所使用的刻蚀药液为缓冲氢氟酸，缓冲氢氟酸药液的浓度为O. 01 20%，刻蚀量为O.1 I微米；对于氮化膜介质层，所使用的刻蚀药液为磷酸溶液，溶液的温度为150 200°C，溶液的浓度为20 80%，刻蚀量为O.1 I微米。本专利技术可以达到的技术效果是本专利技术先形成零层光刻标记的沟槽，该沟槽可以是垂直或者倾斜的形貌；后淀积一层介质层，该介质层可以使用氧化膜或是氮化膜；随后用化学机械研磨将除光标内的介质层外的其余区域的介质层完全去除；然后再进行后续的深沟槽的刻蚀、选择性外延淀积以及化学机械研磨的流程；最后将光标内的介质层去除，留下光标图形。本专利技术能够在无阻挡层的高压器件上形成容易辨认的光刻标记，方便后续膜层的对准，能够保证工艺流程的顺畅，提高产品的良率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是采用现有技术所形成的零层光刻标记的示意图2至图12是具体工艺步骤示意图；图13是本专利技术所形成的零层光刻标记的示意图。图中附图标记说明I为硅衬底，2为光阻(PR)，3为介质层，4为选择性外延淀积层。具体实施例方式本专利技术，包括以下步骤第一步，在如图2所示的硅衬底I上形成一层光阻2，并在硅衬底I上进行曝光显影，如图3所示；然后在硅衬底I上刻蚀出零层光刻标记沟槽，如图4所示；零层光刻标记沟槽的深度为O.1 10微米，宽度为I 10微米，长度为I 10微米；沟槽的形貌为垂直或者倾斜皆可；零层光刻标记沟槽的尺寸优选为深度O. 5 5微米，宽度I 6微米，长度I 10微米； 第二步，将硅衬底I上的光阻2去除，如图5所示；然后在硅衬底I上淀积一层介质层3，如图6所示；介质层3的厚度为O.1 10微米，介质层3可以由减压或者常压化学气相沉积的方法生成；介质层可以为氧化膜或者氮化膜；该介质层可以填满零层光刻标记沟槽，也可以不填满零层光刻标记沟槽；介质层3的厚度优选为O.1 I微米，之后通过化学机械研磨去除零层光刻标记沟槽以外区域的介质层3，如图7所示；化学机械研磨所使用的研磨液为包含二氧化硅和含氢氧根的碱性液体稳定剂，以保证除零层光刻标记沟槽之外的区域无介质层3残留；第三步，如图8所示，在硅衬底I上形成一层光阻2，用干法刻蚀的方法刻蚀出深沟槽；深沟槽的深度为10 100微米，宽度为I 10微米；深沟槽的尺寸优选为深度30 100微米，宽度I 5微米；然后将硅衬底I上的光阻2去除，如图9所示；第四步，在硅衬底I上选择性生长一层外延层4，使外延层4将深沟槽填满，如图10所示；该外延层4的淀积厚度为O. 5 5微米；外延层4的淀积厚度优选为O. 5 2. 5微米；选择性生长外延层4的方法采用减压化学气相沉积方法，并使用刻蚀性气体氯化氢来选择性生长在硅片表面，以防止生长过程中在深沟槽中过早封口，避免有孔隙产生；第五步，用化学机械研磨的方式将外延生长过程中淀积在硅衬底I上的反型外延材料去除，将其平坦化，形成交替排列的PN柱层，如图11所示；化学机械研磨过程中所使用的研磨液为单晶硅相对介质层3具有高选择性的研磨液，以确保硅衬底I上部的反型外延层去除干净，与此同时零层光刻标记沟槽内的介质层3无损失；可以使用固定研磨时间的方法；第六步，用湿法刻蚀的方法将零层光刻标记沟槽内的介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作无阻挡层的高压器件的零层光刻标记的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在硅衬底上形成一层光阻，并在硅衬底上进行曝光显影；然后在硅衬底上刻蚀出零层光刻标记沟槽；零层光刻标记沟槽的深度为0.1～10微米，宽度为1～10微米，长度为1～10微米；沟槽的形貌为垂直或者倾斜；第二步，将硅衬底上的光阻去除；然后在硅衬底上淀积一层厚度为0.1～10微米的介质层；之后通过化学机械研磨去除零层光刻标记沟槽以外区域的介质层；所述介质层为氧化膜或者氮化膜；第三步，在硅衬底上形成一层光阻，用干法刻蚀的方法刻蚀出深沟槽；深沟槽的深度为10～100微米，宽度为1～10微米；然后将硅衬底上的光阻去除；第四步，在硅衬底上选择性生长一层外延层，使外延层将深沟槽填满；外延层的淀积厚度为0.5～5微米；第五步，用化学机械研磨的方式将外延生长过程中淀积在硅衬底上的反型外延材料去除；第六步，用湿法刻蚀的方法将零层光刻标记沟槽内的介质层刻蚀掉，留下零层光刻标记图形。

【技术特征摘要】
1.一种制作无阻挡层的高压器件的零层光刻标记的方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步，在硅衬底上形成一层光阻，并在硅衬底上进行曝光显影；然后在硅衬底上刻蚀出零层光刻标记沟槽；零层光刻标记沟槽的深度为O.1 10微米，宽度为I 10微米，长度为I 10微米；沟槽的形貌为垂直或者倾斜； 第二步，将硅衬底上的光阻去除；然后在硅衬底上淀积一层厚度为O.1 10微米的介质层；之后通过化学机械研磨去除零层光刻标记沟槽以外区域的介质层；所述介质层为氧化膜或者氮化膜； 第三步，在硅衬底上形成一层光阻，用干法刻蚀的方法刻蚀出深沟槽；深沟槽的深度为10 100微米，宽度为I 10微米；然后将硅衬底上的光阻去除； 第四步，在硅衬底上选择性生长一层外延层，使外延层将深沟槽填满；外延层的淀积厚度为O. 5 5微米； 第五步，用化学机械研磨的方式将外延生长过程中淀积在硅衬底上的反型外延材料去除； 第六步，用湿法刻蚀的方法将零层光刻标记沟槽内的介质层刻蚀掉，留下零层光刻标记图形。2.根据权利要求1所述的制作无阻挡层的高压器件的零层光刻标记的方法，其特征在于，所述第一步中零层光刻标记沟槽的尺寸为深度O. 5 5微米，宽度I 6微米，长度I 10微米。3.根据权利要求1所述的制作无阻挡层的高压器件的零层光刻标记的方法，其特征在于，所述第二步中的介质层由减压或者常压化学气相沉积的方法生成。4.根据权利要求1所述的制作无阻挡层...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱志刚，季伟，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：