[发明专利]一种半导体芯片对准标记的制作方法及半导体芯片

说明书

本发明公开了一种半导体芯片对准标记的制作方法及半导体芯片，所述方法包括以下步骤：在衬底之上形成外延层；在外延层之上形成掩膜层；通过光刻并刻蚀掩膜层的注入区窗口和对准标记窗口，直到露出外延层上表面的对应区域；在注入区窗口进行离子注入；在除了对准标记窗口之外的半导体芯片表面区域形成标记光刻层；利用标记光刻层作为掩膜对所述外延层上表面的对应区域进行刻蚀，将其刻蚀至指定深度；去除标记光刻层和所述掩膜层。本发明在形成注入区窗口的同时，也在划片道上形成对准标记，通过光刻刻蚀把掩膜层的对准标记传递到外延层上形成永久标记，作为后续光刻涂层的对准标记，降低了两层间对准精度偏差值，提升了套刻精度。

技术领域

本发明涉及半导体芯片技术领域，尤其涉及一种半导体芯片对准标记的制作方法及半导体芯片。

背景技术

随着半导体技术的发展，半导体芯片的临界尺寸越来越小，芯片的集成度也越来越高，对半导体制造工艺的要求越来越严格，因此，需要在工艺过程中尽可能地降低每一道工序的误差，提高良品率。

SiC MOSFET半导体芯片具有低导通电阻、开关速度快、耐高温等特点，在高压变频、新能源汽车、轨道交通等领域具有巨大的应用优势，但是SiC材质的功率半导体器件在制造中由于材料特殊性造成的特殊工艺流程，给多层套准增加了很大的工艺难度。

以SiC MOSFET半导体芯片为例，剖面结构示意图如图1，芯片的沟道长度直接受P阱和N+的套刻精度影响，传统的工艺流程是先在SiC外延上通过光刻-刻蚀形成标记层，再先后执行P阱区和N+区的光刻-刻蚀-注入工艺步骤。当芯片的沟道长度缩短时，光刻对准工艺需具备极高的精度要求，对工艺制造带来的极大的挑战。

在SiC材质的半导体芯片制造流程中，如先在SiC外延上形成标记图形，后续图层在光刻时以首层标记图形作为标记识别对象，当设备本身因素造成的层间对准精度偏差值为△L时，然后P阱层与N+层同时向标记层进行对准时，两层关键层的对准精度偏差将可能为2△L，误差增大了一倍。

为提高层间套刻精度，现有技术有的通过将X和Y标记分开，提高套刻对准标记的分辨率，提高光刻对准精度；有的通过对光刻机台的吸附装置进行改进，有效改善晶片形变来提高对准精度；有的通过在晶圆上对套准标记识别图形进行改进，提高的对准精度的识别性，以提高产品良率；有的通过在晶圆背面设计一组光刻标记，改用探测器识别晶圆背面光刻对准方法，避免了采用其他不在同一水平面的标记而导致的光刻精度下降问题；有的通过形成多组子标记组成主标记与标准主标记相同结构，实现同时与多层的对准，提高光刻精度，通过改良光刻遮罩，通过增加移向透镜，提高光刻边缘的深紫外光分辨率。

故需要一种能更加提高层间套刻精度的方法，使得两层关键层的对准精度偏差保持在容许的△L内。

发明内容

本发明提供了一种半导体芯片对准标记的制作方法及对准标记，所述制作方法解决了两层关键层的对准精度偏差将可能为2△L，误差增大了一倍的技术问题，提高了沟道对准精度。

本发明提供了一种半导体芯片对准标记的制作方法，包括以下步骤：

在衬底之上形成外延层；

在所述外延层之上形成掩膜层；

通过光刻并刻蚀所述掩膜层的注入区窗口和对准标记窗口，直到露出所述注入区窗口和所述对准标记窗口下方的所述外延层上表面的对应区域；

在所述注入区窗口进行离子注入；

在除了所述对准标记窗口之外的所述半导体芯片表面区域形成标记光刻层；

利用所述标记光刻层作为掩膜对所述对准标记窗口下方的所述外延层上表面的对应区域进行刻蚀，并将其刻蚀至指定深度；

去除所述标记光刻层和所述掩膜层。