[发明专利]槽刻蚀及多晶硅注入工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制作工艺，更具体地说，涉及一种槽刻蚀及多晶硅注入工艺。

背景技术

在纵向器件的制作工艺过程中，纵向槽蚀刻后的角度，蚀刻后槽侧壁毛刺的处理、多晶硅对高深宽比的槽的填充能力、槽侧壁与多晶硅之间的接触，往往是决定整个工艺成败关键。

发明内容

本发明提供一种能够提供良好的槽以及在槽中沉积多晶硅的工艺。

根据本发明的一方面，提供一种槽刻蚀及多晶硅注入工艺，在衬底上开槽并注入多晶硅，包括：

在衬底上生长氧化层作为阻挡层；

在需要开槽的区域进行光刻版定义；

用光刻工艺在衬底上进行开槽；

使用不产生聚合物的光硅刻蚀工艺进行槽表面光滑处理；

在槽的表面生长牺牲氧化层，并使用湿法刻蚀除去牺牲氧化层；

使用氢气作为携带气体，在槽中进行多晶硅沉积；

进行硅回刻工艺除去多余的多晶硅。

在一个实施例中，在除去牺牲氧化层后进行多晶硅沉积之前，还包括对槽进行清洗，并将清洗后的槽暴露于空气中预定的时间。

在一个实施例中，在进行多晶硅沉积之后，进行硅回刻工艺之前，还包括进行高温快速退火以激活多晶硅中掺入的杂质。

其中多晶硅与衬底是相反类型的材料。

采用本发明的技术方案，该槽刻蚀及多晶硅注入工艺能够制造出高质量的槽侧壁表面，使用氢气作为携带气体的多晶硅淀积具有好的填孔能力，并保持槽表面的清洁。该槽刻蚀及多晶硅注入工艺可以用来制造多种纵向器件。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的槽刻蚀及多晶硅注入工艺的流程图。

具体实施方式

一个良好的槽蚀刻与多晶硅注入工艺应具有以下的特征；

1)蚀刻后的槽具有90度左右的垂直形貌；

2)槽侧壁具有光滑的表面；

3)填充后没有空隙或空隙很小；

4)槽侧壁与多晶硅之间接触良好，中间没有氧化夹层。

参考图1所示，在本发明的槽刻蚀及多晶硅注入工艺的一个实施例中，包括下述的步骤：

S1.在衬底上生长氧化层作为阻挡层；

S2.在需要开槽的区域进行光刻版定义；

S3.用光刻工艺在衬底上进行开槽；

S4.使用不产生聚合物的光硅刻蚀工艺进行槽表面光滑处理；

S5.在槽的表面生长牺牲氧化层，并使用湿法刻蚀除去牺牲氧化层；

S6.对槽进行清洗，并将清洗后的槽暴露于空气中预定的时间；

S7.使用氢气作为携带气体，在槽中进行多晶硅沉积；

S8.进行高温快速退火以激活多晶硅中掺入的杂质

S9.进行硅回刻工艺除去多余的多晶硅。

通常，所注入的多晶硅与衬底是相反类型的材料。比如，衬底使用N型材料时，多晶硅是P型材料。同样的，衬底使用P型材料时，多晶硅是N型材料。

在上述的实施例中，生长氧化层作为槽蚀刻的阻挡层，之后利用光刻工艺先对作为阻挡层的氧化层进行蚀刻，再对衬底，比如硅衬底进行蚀刻。蚀刻后的形成槽，在槽的侧壁和底部有比较尖锐的毛刺，可以通过没有聚合物产生的光硅蚀刻工艺来去除，再生长一定厚度的牺牲氧化层，用湿法刻蚀工艺漂去，可以获得质量极高的槽侧壁。在进行多晶硅淀积前采用号液对槽进行清洗，并控制在空气中暴露的时间。采用氢气作为携带气体的多晶硅沉积工艺，可以有效预防槽侧壁上氧化层的生成。多晶硅填入后再高温快速退火，可以有效激活多晶硅中掺入的杂质。最后采用硅回刻工艺，将氧化层上方的多晶硅去除。

依据上述的方案得到的槽侧壁光滑，没有毛刺，产品击穿电压达到较高的预定值。槽侧壁与多晶硅接触良好，没有出现断路现象，导通电阻小。多晶硅中间基本没有空隙，保证后续步骤的安全性。

采用本发明的技术方案，该槽刻蚀及多晶硅注入工艺能够制造出高质量的槽侧壁表面，使用氢气作为携带气体的多晶硅淀积具有好的填孔能力，并保持槽表面的清洁。该槽刻蚀及多晶硅注入工艺可以用来制造多种纵向器件。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。