[发明专利]半导体器件的制备方法

说明书

本发明提供一种半导体器件的制备方法，包括在晶圆沟槽的内壁形成场氧化层，接着在晶圆的第一表面和第二表面沉积掺杂多晶硅层，使沟槽上的掺杂多晶硅层高出所述第一表面一设定厚度，并在第一表面和第二表面的掺杂多晶硅层上沉积非掺杂多晶硅层，再去除第一表面上的非掺杂多晶硅层及部分掺杂多晶硅层至沟槽内掺杂多晶硅层的厚度符合器件性能要求。其中，掺杂多晶硅层的沉积温度和沉积厚度根据沟槽内形成场氧化层后晶圆的翘曲度及晶圆在沟槽延伸方向和沟槽排列方向的翘曲度差异确定的。本发明通过优化多晶硅沉积工艺条件调节深沟槽晶圆的翘曲度，既解决了300mm晶圆上实现大规模量产深沟槽产品的瓶颈问题，提高了生产效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件的制备方法。

背景技术

在分离栅高压器件（SGT）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、硅通孔（TSV）等器件生产中都会用到深沟槽工艺。沟槽深度一般要求大于5微米，深宽比大于10，在深沟槽工艺的器件制造过程中，如图1所示，需要在深沟槽110中沉积高温热氧化或者高温热氧化搭配化学气相沉积工艺生长的场氧化层111，例如为二氧化硅，然后沉积多晶硅层112作为场板或者栅极。由于二氧化硅和多晶硅的热膨胀系数不一样，沟槽底部及沟槽侧壁在沟槽延伸方向D1和沟槽排列D2方向上的膨胀效果不一样，如图2所示，使晶圆产生严重的翘曲，并且在沟槽延伸方向和沟槽排列方向上的翘曲程度差异很大，这种差异的存在会使晶圆翘曲成一个马鞍型。这种翘曲的存在导致的问题有：1）机械手臂搬送过程中产生滑片使晶圆破裂；2）真空吸附工艺平台无法实现对晶圆的良好吸附而无法进行后续工艺作业，尤其在光刻工艺中，还会严重影响光刻精度和对准精度；3）在批量生产的清洗机台中，翘曲度太大，加上清洗溶液的表面张力作用，会使临近的晶圆重叠在一起，从而无法进行后续作业。这种现象在300mm 晶圆上尤其严重。因此，如何改善晶圆的翘曲度，特别是调整不同方向上翘曲度的差异问题，是深沟槽类产品批量生产过程中的主要瓶颈之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件的制备方法，改善深沟槽晶圆的翘曲度。

为实现上述目的，本发明提供一种半导体器件的制备方法，包括：

提供晶圆，所述晶圆具有相对的第一表面和第二表面；

在所述第一表面形成沟槽；

在所述沟槽的内壁和所述第二表面形成场氧化层；

在所述第一表面和所述第二表面沉积掺杂多晶硅层，使所述沟槽上的掺杂多晶硅层高出所述第一表面一设定厚度；

在所述第一表面和所述第二表面的掺杂多晶硅层上沉积非掺杂多晶硅层；

去除所述第一表面上的非掺杂多晶硅层及部分掺杂多晶硅层，至所述沟槽内掺杂多晶硅层的厚度符合器件性能要求。

可选的，在所述沟槽的内壁和所述第二表面形成场氧化层之后，所述第一表面和所述第二表面沉积掺杂多晶硅层之前，还包括：

测量所述晶圆在沟槽延伸方向和沟槽排列方向的翘曲度；

根据测量结果计算晶圆在所述沟槽延伸方向和所述沟槽排列方向需要调节的翘曲度，及晶圆在所述沟槽延伸方向和所述沟槽排列方向的翘曲度差值；

根据所述翘曲度和所述翘曲度差值，确定所述掺杂多晶硅层的沉积温度。

可选的，在所述第一表面和所述第二表面沉积掺杂多晶硅层之前，还包括：

在确定所述掺杂多晶硅层的沉积温度下，根据所述沟槽的深度、宽度、深宽比、掺杂多晶硅层填充效果及半导体器件的电性参数确定所述掺杂多晶硅层的沉积厚度。

可选的，采用研磨工艺或者刻蚀工艺去除所述第一表面上的非掺杂多晶硅层及部分掺杂多晶硅层。