[发明专利]半导体芯片的制造方法

权利要求书

1.半导体芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在半导体基片上生长硬掩模介质层，所述半导体基片包括浓掺杂的半导体衬底和淡掺杂的外延层，所述硬掩模介质层包括第一氧化硅、第一氮化硅；

采用光刻、刻蚀工艺，去除第一设定区域的硬掩模介质层；

以硬掩模介质层为阻挡层，采用刻蚀工艺，在半导体基片之中形成第一沟槽；

采用热氧化工艺，在第一沟槽之中生长第二氧化硅；

去除第一氮化硅，生长第二氮化硅；

采用光刻、刻蚀工艺，去除第二设定区域的第二氮化硅和第一氧化硅，所述第二设定区域为预设沟槽型半导体芯片元胞的区域；

以第二氮化硅为阻挡层，采用刻蚀工艺，在半导体基片之中形成宽度为0.15～0.3微米、深度为0.8～2.0微米的第二沟槽，去除第二氮化硅；

采用热氧化工艺，在所述第二沟槽之中生长厚度为10～100纳米的第三氧化硅；

淀积厚度为0.6～1.6微米的掺杂的第一多晶硅；

采用刻蚀工艺，去除第二沟槽之外的第一多晶硅，采用热氧化工艺，在第一多晶硅的顶部生长厚度为30～150纳米的第四氧化硅，淀积未掺杂的第二多晶硅；

对第二多晶硅进行第一离子注入掺杂、然后退火，形成淡掺杂的第三多晶硅；采用化学机械研磨工艺，去除高出所述第一氧化硅上表面的第三多晶硅；

采用离子注入、退火工艺，形成体区；采用光刻、离子注入、退火工艺，形成源区，以及同步在第三设定区域形成浓掺杂的第四多晶硅，所述第三设定区域位于第一设定区域中；

采用光刻、刻蚀工艺，形成第一接触孔，第二接触孔，第三接触孔，第一接触孔用于引出沟槽型半导体芯片的源区，第二接触孔和第三接触孔分别用于引出静电保护电路即多晶硅二极管的两端；

所述采用热氧化工艺，在第一沟槽之中生长第二氧化硅，第二氧化硅的厚度为150～600纳米，远远大于第三氧化硅的厚度，小于所述第一沟槽的深度；

所述采用化学机械研磨工艺，去除高出所述第一氧化硅上表面的第三多晶硅，第一氧化硅的下表面为硅平面，所述第二多晶硅的厚度大于所述第二氧化硅的上表面至硅平面的台阶高度差；

所述采用热氧化工艺，在第一多晶硅的顶部生长厚度为30～150纳米的第四氧化硅，所述第四氧化硅的作用在于，在采用刻蚀工艺，去除第二沟槽之外的第一多晶硅步骤之后第一多晶硅的顶部比硅平面略低，经此步热氧化工艺，第四氧化硅的顶部与第一氧化硅的上表面平齐。

2.根据权利要求1所述的半导体芯片的制造方法，其特征在于，所述第一氧化硅的厚度为20～30纳米，所述第一氮化硅的厚度为200～400纳米。

3.根据权利要求1所述的半导体芯片的制造方法，所述以硬掩模介质层为阻挡层，采用刻蚀工艺，在半导体基片之中形成第一沟槽，其特征在于：

所述第一沟槽的深度为600～2000纳米，宽度为150～200微米，所述第一沟槽的宽度大于所述硬掩模介质层的刻蚀宽度，所述第一沟槽的边缘一圈位于所述硬掩模介质层的下方。

4.根据权利要求1所述的半导体芯片的制造方法，所述采用刻蚀工艺，去除第二沟槽之外的第一多晶硅，其特征在于：

所述刻蚀工艺为各向异性刻蚀，不发生横向刻蚀，只发生纵向刻蚀，纵向刻蚀的工艺深度等于步骤淀积厚度为0.6～1.6微米的掺杂的第一多晶硅中第一多晶硅的淀积厚度。

5.根据权利要求4所述的半导体芯片的制造方法，在对第二多晶硅进行第一离子注入掺杂、退火，形成淡掺杂的第三多晶硅步骤之中，第四氧化硅作为阻挡层防止第二多晶硅中的掺杂物在退火工艺中向第一多晶硅中扩散，以及在采用化学机械研磨工艺，去除高出所述第一氧化硅上表面的第三多晶硅步骤之中作为停止层防止化学机械研磨工艺损伤到第一多晶硅和第三氧化硅。