[发明专利]一种沟槽型半导体器件结构的制作方法

说明书

本发明提供一种沟槽型半导体器件结构的制作方法，包括步骤：1）提供具有沟槽结构的硅衬底，所述沟槽结构包括沟槽、栅氧层以及多晶硅层；2）去除位于顶部的部分栅氧层形成第一深度的凹槽，所述凹槽侧壁露出有硅衬底及多晶硅层；3）进行退火工艺，于所述硅衬底及多晶硅层表面形成第一厚度的第一热氧化层，同时，所述凹槽内露出的硅衬底及多晶硅层被氧化形成充满所述凹槽且高出所述凹槽的第二热氧化层；4）湿法腐蚀所述第一热氧化层及第二热氧化层，直至将所述第一热氧化层减薄至第二厚度；5）沉积ILD绝缘介质层。本发明可以有效避免ILD绝缘介质层沉积时孔洞的产生，避免了由于孔洞而导致的漏电流的产生，提高了器件的性能和稳定性。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及一种沟槽型半导体器件结构的制作方法。

背景技术

功率晶体管一般用于控制功率电子器件合理工作，通过功率电子器件为负载提供大功率的输出。功率晶体管已广泛用于控制功率输出，高频大功率晶体管的应用电子设备的扫描电路中，如彩电，显示器，示波器，大型游戏机的水平扫描电路，视放电路，发射机的功率放大器等，亦广泛地应用到例如对讲机，手机的射频输出电路，高频振荡电路和高速电子开关电路等电路中。

为了缩小功率器件的尺寸，改善功率器件的性能，沟槽结构被引入到功率器件中，形成沟槽型功率器件。沟槽型功率器件是电力电子电路的重要组成部分，在截止状态时击穿电压高、漏电流小；在导通状态时，导通电阻低、导通管压降低；在开关转换时，开关速度快，并且具有通态损耗、断态损耗和开关损耗小等显著优点，沟槽型功率器件已经成为集成电路等领域的主流功率器件。

现有的沟槽型功率器件的制备方法通常包括如下步骤：于硅衬底表面生长硬掩膜(Hardmask)层；在硬掩膜上进行光刻，露出沟槽区域；形成沟槽(Trench)；进行栅氧层及多晶硅的沉积，填充沟槽；采用干法刻蚀进行多晶硅的回蚀，去掉多余的多晶硅；之后，还包括P型离子注入以及退火推进形成P型体区；N型离子注入以及退火形成N型源区；沉积ILD绝缘介质层，接触孔，金属层和钝化层等步骤。

在上述制作P型体区102的过程中，P型离子注入形成P型注入层101后，需要高温退火使P型离子向下推进使其扩散形成P型体区102，这时，在硅衬底以及多晶硅104表面会形成一层厚度大约为1300埃的热氧化硅层105，该热氧化硅层105的作用是促进P型离子向硅衬底内部扩散，同时限制离子向硅表面扩散，这时，由于栅氧层处不能再退火时产生新的二氧化硅，因此在栅氧层103处会形成一个凹槽106，如图1～图2所示。之后，这个热氧化硅层需要通过湿法腐蚀工艺进行减薄至大概220埃，即需要去除1080埃厚度的二氧化硅层，同时，位于上述凹槽内的栅氧层也会被腐蚀掉相当大的一个厚度，形成一个非常狭窄的凹陷区域107，如图3所示。这个凹陷区域在后续沉积ILD绝缘介质层108时使非常难被完全填充的，因此在沉积后往往会形成一些孔洞109，如图4所示。这些孔洞109会使功率器件工作过程中的漏电流大大增大，甚至使功率器件直接被烧坏，严重影响功率器件的性能和稳定性。

因此，提供一种能够克服上述缺陷的沟槽型功率器件的制作方法实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种沟槽型半导体器件结构的制作方法，以解决现有技术中栅氧层容易出现孔洞导致器件性能下降或器件破坏等问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种沟槽型半导体器件结构的制作方法，该制作方法包括以下步骤：

1）提供具有沟槽结构的硅衬底，所述沟槽结构包括形成于所述硅衬底中的沟槽、结合于所述沟槽内表面的栅氧层以及填充于所述栅氧层内的多晶硅层；

2）去除位于顶部的部分栅氧层形成第一深度的凹槽，所述凹槽侧壁露出有硅衬底及多晶硅层；

3）进行退火工艺，于所述硅衬底及多晶硅层表面形成第一厚度的第一热氧化层，同时，所述凹槽内露出的硅衬底及多晶硅层被氧化形成充满所述凹槽且高出所述凹槽的第二热氧化层；