溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)結(jié)為由形成于半導(dǎo)體襯底中的交替排列的P型薄層和N型薄層組成，現(xiàn)有超級(jí)結(jié)的制造方法中包括溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法，這種方法是通過溝槽工藝制作超級(jí)結(jié)器件，需要先在半導(dǎo)體襯底如硅襯底表面的N型摻雜外延層上刻蝕一定深度和寬度的深溝槽，然后利用外延填充(EPI Filling)的方式在刻出的深溝槽上填充P型摻雜的硅外延，并且要求填充區(qū)域具有完好的晶體結(jié)構(gòu)，以便后續(xù)流程制作高性能的器件。利用深溝槽和外延填充的方法制作超級(jí)結(jié)器件，對(duì)于深溝槽刻蝕和外延填充都是一種挑戰(zhàn)，動(dòng)輒大于10的深寬比，使得這種器件的制作非常困難，在提升器件的性能的同時(shí)一般都要求更高的工藝能力。
[0003]圖1所示是現(xiàn)有溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法形成的超級(jí)結(jié)在后續(xù)熱過程之后的結(jié)構(gòu)示意圖；現(xiàn)有方法包括如下步驟:
[0004]步驟一、提供一半導(dǎo)體襯底如娃襯底I，在所述半導(dǎo)體襯底I表面形成有N型外延層
12ο
[0005]步驟二、采用光刻刻蝕工藝在N型外延層12中形成多個(gè)溝槽。
[0006]步驟三、采用外延生長(zhǎng)在所述溝槽中填充P型外延層13，Ρ型外延層13會(huì)同時(shí)延伸到所述溝槽外部的所述N型外延層12表面。
[0007]步驟四、進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝將溝槽外部的P型外延層13去除，溝槽區(qū)域內(nèi)的P型外延層13和溝槽外部的表面相平，最后形成由填充于溝槽中的所述P型外延層10組成的P型薄層和由所述溝槽之間的所述N型外延層12組成N型薄層交替排列結(jié)構(gòu)，該P(yáng)型薄層和N型薄層交替排列的結(jié)構(gòu)即為超級(jí)結(jié)。
[0008]超級(jí)結(jié)形成之后，后續(xù)需要制作超級(jí)結(jié)器件，后續(xù)超級(jí)結(jié)器件制作過程中會(huì)包括P型體區(qū)(Pbody)推進(jìn)等一系列熱過程中，已制作完成的P型薄層也稱P型柱(P-Pillar)也會(huì)受到很大的推進(jìn)，根據(jù)工藝不同，單邊推進(jìn)量可能接近I微米，圖1中標(biāo)記13a所示區(qū)域即為P型薄層13在后續(xù)熱過程后的硼向外橫向擴(kuò)散到N型薄層12中的區(qū)域，現(xiàn)有方法形成的P型薄層13會(huì)產(chǎn)生較多的外擴(kuò)，P型薄層13和N型薄層12之間的摻雜會(huì)互相抵消效應(yīng)(counterdope)，最后會(huì)使得N型薄層12具有導(dǎo)電性能導(dǎo)電通道的有效寬度變窄，從而會(huì)損失器件性能，損失工藝能力。
[0009]深溝槽的角度對(duì)于器件性能有非常大的影響，目前市面流行產(chǎn)品的深溝槽角度在88?89度左右，如圖1所示。傾斜的深溝槽(Trench)對(duì)于器件反向擊穿電壓的提高不利。垂直角度的深溝槽不僅難以刻蝕，而且對(duì)于外延填充(EPI Filling)工藝形成很大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法，能使得P型柱的最終形貌變得垂直，有利于反向擊穿電壓BV的改善，而又不會(huì)帶來P型外延填充難度的提升。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法，其包括如下步驟:[00?2] —.在娃片的N型外延層表面形成ONO介質(zhì)層；
[0013]二.利用光刻先定義出深溝槽的圖形，然后利用干法刻蝕將所述ONO介質(zhì)層刻開；之后去除光刻膠，利用ONO介質(zhì)層作為硬掩膜進(jìn)行深溝槽的刻蝕，深溝槽上寬下窄，深溝槽的側(cè)壁同硅片表面的夾角在87?89.5度之間；之后淀積角度修正膜層；
[0014]三.分別對(duì)深溝槽兩側(cè)的側(cè)壁進(jìn)行傾斜P型離子注入；
[0015]四.去除角度修正膜層及ONO介質(zhì)層的上部氧化層及氮化層，保留ONO介質(zhì)層的下部氧化層；
[0016]五.利用外延填充工藝，在所述深溝槽中填充P型外延層;之后去除深溝槽外部的P型外延層，去除ONO介質(zhì)層的下部氧化層；
[0017]六.利用后續(xù)工藝流程匯總的熱過程激活步驟三注入的P型離子。
[0018]較佳的，步驟一中，N型外延層的厚度為15?60um。
[0019]較佳的，步驟一中，所述ONO介質(zhì)層的氮化層上部氧化層厚度為100?2000埃，氮化層厚度為100?1500埃，氮化層下部氧化層厚度為0.5?3um。
[0020]較佳的，所述角度修正膜層為氧化硅膜層或氮化硅膜層。
[0021]較佳的，所述氧化硅膜層為TEOS0X。
[0022]較佳的，所述角度修正膜層的厚度為0.3?2um。
[0023]較佳的，步驟三中，對(duì)深溝槽兩側(cè)的側(cè)壁注入的P型離子為B。
[0024]較佳的，步驟四中，利用濕法去除角度修正膜層及ONO介質(zhì)層的上部氧化層及氮化層。
[0025]較佳的，步驟五中，利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝去除深溝槽外部的P型外延層，利用濕法去除ONO介質(zhì)層的下部氧化層。
[0026]本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法，先在硅片的N型外延層(NEPI)中采用簡(jiǎn)便的刻蝕工藝形成傾斜的深溝槽(Trench)，通過在深溝槽刻蝕完成后淀積(Dep)—層角度修正膜層，在深溝槽(Trench)側(cè)壁形成一層保護(hù)膜層。本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法，利用填充性能較差的角度修正膜層在側(cè)壁上形成的上厚下薄的特點(diǎn)，通過P型離子注入，將改善后較為垂直的P型柱(P-Pillar)形貌保持在N型外延層(NEPI)中，然后再取出該角度修正膜層，進(jìn)行正常的P型外延填充，使得P型柱(P-Pillar)的最終形貌變得垂直，有利于反向擊穿電壓BV的改善，而又不會(huì)帶來P型外延填充難度的提升。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0028]圖1是現(xiàn)有溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法形成的超級(jí)結(jié)在后續(xù)熱過程之后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法一實(shí)施例形成ONO介質(zhì)層示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法一實(shí)施例深溝槽刻蝕并淀積角度修正膜層示意圖；[0031 ]圖4是本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法一實(shí)施例對(duì)深溝槽兩側(cè)的側(cè)壁進(jìn)行P型離子注入示意圖；
[0032]圖5是本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法一實(shí)施例去除角度修正膜層及上部氧化層、氮化層示意圖；
[0033]圖6是本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法一實(shí)施例填充P型外延層示意圖；
[0034]圖7是本發(fā)明的溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法一實(shí)施例制造的溝槽型超級(jí)結(jié)的P型柱形貌示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例一
[0036]溝槽型超級(jí)結(jié)的制造方法，包括以下步驟:
[0037]一.在娃片的1^型外延層(肥？1)12表面形成0勵(lì)((^丨(16-祖1:1