一種提高溝槽型vdmos柵氧層擊穿電壓的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 垂直雙擴(kuò)散金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（VDMOS)是由多個(gè)單胞并聯(lián)而成的 集成器件，其在高阻外延層上采用平面自對(duì)準(zhǔn)雙擴(kuò)散工藝，利用兩次擴(kuò)散結(jié)深差，在水平方 向形成MOS結(jié)構(gòu)的多子導(dǎo)電溝道，這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)較短的溝道，并且由于具有縱向漏極， 因此可以提高漏源之間的擊穿電壓。
[0003] 對(duì)于溝槽型VDMOS器件來(lái)說(shuō)，柵氧層的擊穿電壓是非常重要的參數(shù)。如果柵氧層 擊穿電壓偏低，將會(huì)導(dǎo)致IGSS (柵源間漏電）失效比例增大，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致整片報(bào)廢，尤 其是在初始環(huán)區(qū)的制作工藝中，離子的注入以及刻蝕等對(duì)襯底外延層表面的損傷，都會(huì)導(dǎo) 致在損傷部位生長(zhǎng)出的柵氧質(zhì)量下降，擊穿電壓變低，最終導(dǎo)致IGSS失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，該方法通過(guò)在形成溝 槽刻蝕硬掩膜之前形成一層犧牲氧化層，有效的除去了柵極窗口下方外延層表面受環(huán)區(qū)刻 蝕和離子注入損傷的部分，從而大大提高了柵氧層的質(zhì)量和擊穿電壓。
[0005] 本發(fā)明提供了一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，包括如下步驟：
[0006] 在具有外延層的襯底上形成初始氧化層；
[0007] 經(jīng)光刻、刻蝕，在所述初始氧化層上形成有源區(qū)窗口；
[0008] 注入離子，在所述有源區(qū)窗口下方的外延層上形成有源區(qū)；
[0009] 在所述初始氧化層及所述有源區(qū)上方形成光刻膠層；
[0010] 對(duì)所述光刻膠層下方的所述初始氧化層依次進(jìn)行濕法刻蝕和干法刻蝕，形成環(huán)區(qū) 窗口和柵極窗口；
[0011] 注入離子，在所述環(huán)區(qū)窗口下方的外延層上形成環(huán)區(qū)；
[0012] 除去所述光刻膠層，在所述初始氧化層、所述有源區(qū)以及所述環(huán)區(qū)窗口和所述柵 極窗口下方的外延層上形成犧牲氧化層；
[0013] 除去所述犧牲氧化層，在所述初始氧化層、所述有源區(qū)以及所述環(huán)區(qū)窗口和所述 柵極窗口下方的外延層上形成硬掩膜層；
[0014] 刻蝕所述硬掩膜層，形成溝槽；
[0015] 除去所述硬掩膜層，并在所述柵極窗口下方外延層的溝槽上形成柵氧層；
[0016] 在所述柵氧層上淀積多晶硅；
[0017] 通過(guò)在所述多晶硅和襯底兩端施加電壓，測(cè)定所述柵氧層的擊穿電壓。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述犧牲氧化層采用濕法氧化法在800-1100°C下形成。 利用該方法生長(zhǎng)的犧牲氧化層速度快，而且該溫度不高于有源區(qū)離子的注入以及環(huán)區(qū)驅(qū)入 的溫度，不會(huì)對(duì)結(jié)深產(chǎn)生影響。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法，所述犧牲氧化層的厚度為4500-6000 |A。該厚度犧牲氧 化層可以消耗掉2000-2500 A左右的外延層表面，可以有效除去柵極窗口下方外延層表面 受環(huán)區(qū)刻蝕和離子注入損傷的部分，從而可以提高柵氧層的質(zhì)量和擊穿電壓。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法，對(duì)環(huán)區(qū)的刻蝕采用先濕法后干法的方式，本發(fā)明中的所 述初始氧化層的厚度為8000~12000 lA，所述濕法刻蝕所刻蝕掉的初始氧化層的厚度為 5000~7000丨A，所述干法刻蝕所刻蝕掉的初始氧化層的厚度為3000~5000丨A。利用該方 法刻蝕環(huán)區(qū)可以更為準(zhǔn)確的刻蝕環(huán)區(qū)。
[0021] 本發(fā)明方法通過(guò)在形成溝槽刻蝕硬掩膜之前形成一層犧牲氧化層，有效的除去了 柵極窗口下方外延層表面受環(huán)區(qū)刻蝕和離子注入損傷的部分，從而大大提高了柵氧層的質(zhì) 量和擊穿電壓。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1-圖5為本發(fā)明溝槽型VDMOS器件形成的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 附圖標(biāo)記：
[0024] 1 :襯底；2 :外延層；3 :初始氧化層；4 :有源區(qū)窗口；5 :光刻膠層；6 :環(huán)區(qū)窗口；7 : 柵極窗口；8 :犧牲氧化層；9 :硬掩膜層。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖和實(shí)施 例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明 一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有 做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026] 實(shí)施例
[0027] 本發(fā)明一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，可以在制造溝槽型VDMOS 器件的同時(shí)實(shí)現(xiàn)，其可以包括如下步驟：
[0028] 步驟1、在具有外延層的襯底上形成初始氧化層；
[0029] 具體地，所述具有外延層的襯底中的外延片可以是本領(lǐng)域常規(guī)的外延片，也可以 采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法在襯底上生長(zhǎng)出外延層。
[0030] 如圖1所示，在具有外延層2的襯底1上形成厚度為8000-12000 A的初始氧化層 3 ;在本實(shí)施例中，所形成的初始氧化層的厚度為10000人。
[0031] 步驟2、經(jīng)光刻、刻蝕，在所述初始氧化層上形成有源區(qū)窗口；
[0032] 如圖2所示，利用光刻及全濕法刻蝕，在所述初始氧化層3上形成有源區(qū)窗口 4 ;
[0033] 步驟3、注入離子，在所述有源區(qū)窗口下方的外延層上形成有源區(qū)；
[0034] 如圖2所示，向有源區(qū)窗口 4下方的外延層中注入能量為60_80kev，注入劑量為 I X IO15-L 5 X IO1Vcm2的P+離子(如注入能量75kev，注入劑量IO1Vcm 2),再對(duì)注入的P+離 子進(jìn)行熱處理，從而激活P+離子形成有源區(qū)。
[0035] 步驟4、在所述初始氧化層及有源區(qū)上方形成光刻膠層；并對(duì)所述光刻膠層下方 的初始氧化層依次進(jìn)行濕法刻蝕和干法刻蝕，形成環(huán)區(qū)窗口和柵極窗口；
[0036] 如圖3所示，在所述初始氧化層3及有源區(qū)上方旋涂光刻膠形成光刻