[发明专利]制造半导体装置的方法

说明书

本发明涉及制造半导体装置的方法。制造半导体装置的方法包括：在半导体基板的表面上形成沟道；在沟道的侧表面和底表面上形成氧化膜；从沟道的底表面通过干蚀刻除去氧化膜的至少一部分；以及在干蚀刻之后，通过沟道的底表面将导电杂质离子注入到半导体基板中。干蚀刻是反应离子蚀刻，在所述反应离子蚀刻中，使用蚀刻气体，所述蚀刻气体包括具有碳原子环结构的碳氟化合物基气体、氧气和氩气。

技术领域

本公开涉及一种制造半导体装置的方法。

背景技术

例如，已知诸如金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的半导体装置具有p型悬浮区域设置在半导体基板的n型漂移区域中的结构。利用该结构，促进了漂移区域的耗尽，且因此能够改进半导体装置的耐压性。

悬浮区域通过p型杂质的离子注入而形成。通过形成在半导体基板中的沟道的底表面执行离子注入，且悬浮区域被形成在与沟道的底表面相邻的区域中。此时，在p型杂质注入到沟道的侧表面中的情形中，半导体装置的特性(诸如导通电阻)可能恶化。因此，在离子注入期间，事先在沟道的侧表面和底表面上形成氧化膜。作为结果，能够进一步抑制p型杂质到沟道的侧表面中的注入。P型杂质以竖直或大体上竖直的角度进入到沟道的底表面中。因此，p型杂质穿过氧化膜并且被注入到半导体基板中。该技术的示例在日本未审专利申请公报No.2005-116822(JP 2005-116822A)中描述。

发明内容

在形成在沟道的侧表面上的氧化膜的厚度在离子注入到悬浮区域中期间不足的情形中，p型杂质穿过氧化膜并且被注入到沟道的侧表面中。因此，优选的是，氧化膜在沟道的侧表面上形成为相对厚。另一方面，在氧化膜在沟道的底表面上形成为厚的情形中，氧化膜干涉离子到半导体基板中的注入。因此，难于将悬浮区域更深地形成。因此，优选的是，氧化膜在沟道的底表面上形成为极薄或者不存在。然而，在现有技术中，氧化膜均匀地形成在沟道的侧表面和底表面上，且不能够仅将氧化膜选择地从沟道的底表面除去。因此，为了抑制p型杂质注入到沟道的侧表面中，离子注入的注入水平需要被进一步抑制，并且难于将悬浮区域更深地形成。

本公开提供了一种制造半导体装置的方法，其中氧化膜能够在沟道的侧表面上相对厚地形成，并且其中氧化膜能够在沟道的底表面上形成为极薄或能够从底表面完全除去。

本公开的一个方面涉及一种制造半导体装置的方法，所述方法包括：在半导体基板的表面上形成沟道；在沟道的侧表面和底表面上形成氧化膜；从沟道的底表面通过干蚀刻除去氧化膜的至少一部分；以及在干蚀刻之后，通过沟道的底表面将导电杂质离子注入到半导体基板中。所述干蚀刻是反应离子蚀刻，在所述反应离子蚀刻中，使用蚀刻气体，所述蚀刻气体包括具有碳原子环结构的CF基气体、氧气和氩气。在此所述的CF基气体指代碳氟化合物基气体，即，具有在氟原子和碳原子之间的化学键的化合物的气体。

根据本公开的方面，首先在沟道的侧表面和底表面上形成氧化膜，并且然后执行反应离子蚀刻，以选择性地将氧化膜从沟道的底表面除去。在反应离子蚀刻中，使用包括具有碳原子环结构的CF基气体、氧气和氩气的蚀刻气体。CF基气体是供给自由基并且与构成半导体基板的原子和氧进行化学反应以产生反应产物的气体。另一方面，氩气是供给离子辅助反应所需的离子的气体。

离子化的氩气的入射角度在定位在沟道的侧表面上的氧化膜中相对小，且在定位在沟道的底表面上的氧化膜中相对大。由于入射角度的变化，反应产物的产生(即蚀刻)主要在定位在沟道的底表面上的氧化膜中进行。反应产物从沟道的底表面挥发，且然后沉积在定位在沟道的侧表面上的氧化膜上，以形成保护氧化膜的保护膜。此时，在供给自由基的CF基气体具有碳原子环结构的情形中，反应产物很可能沉积。因此，在反应产物排出到沟道外侧之前，较大量的反应产物沉积在定位在沟道的侧表面上的氧化膜上。因此，保护膜更有效地形成。作为结果，定位在沟道的侧表面上的氧化膜被保护，且定位在沟道的底表面上的氧化膜被选择地除去。