[发明专利]一种刻蚀深槽的方法

说明书

本发明公开了一种刻蚀深槽的方法，属于半导体器件制造技术领域，其特征在于，以HBr气体为主要刻蚀气体，对Si层进行刻蚀，形成宽度和深度符合需求的深槽；降低HBr气体的流量，混入SF₆气体和He‑O₂气体，对所述槽底进行刻蚀，得到圆滑槽底。本发明刻蚀深槽的方法不仅刻蚀效率高，刻蚀效果好，还能通过引入一路SF₆气体利用常用的多晶刻蚀设备P5000进行刻蚀深槽，大大的降低了设备成本，提高了设备利用率。

技术领域

本发明属于半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种刻蚀深槽的方法。

背景技术

在制造半导体器件制造过程中，沟槽肖特基器件的质量高低，深槽刻蚀工艺发挥至关重要的作用。深槽的深度影响肖特基反向击穿电压，深槽的垂直度影响多晶硅回填效果，侧壁及底部平滑度对器件的耐压性能影响极为显著，底部长草显现象是现有技术中遍存在的。

中国专利ZL201410417668.6一种深槽隔离结构的制作方法说明书中公开了刻蚀深槽的方法，首先在所述衬底Si表面沉积钝化层作为掩膜层，然后涂覆光刻胶并进行曝光显影，定义出深槽图形，再刻蚀掩膜层形成刻蚀窗口并利用深槽刻蚀工艺去除部分衬底，形成所述深槽。所述深槽刻蚀工艺可采用具有各向异性腐蚀特点的反应离子刻蚀技术(RIE)或Bosch工艺交替刻蚀。也可以采用低温刻蚀，以Si衬底为例，在100℃左右，通过反应气体SF₆和O₂在等离子体作用下对Si进行刻蚀，在离子的轰击下，侧壁的刻蚀速率较慢，而垂直方向的刻蚀速率保持不变，从而满足了较好的各向异性。

通过反应气体SF₆和O₂在等离子体作用下对Si进行刻蚀，虽然能够得到光滑的深槽侧壁及槽底，解决了现有技术中底部长草的技术问题。但是SF₆对深槽宽度有一定度影，使用SF₆刻蚀宽度小的深槽时这种影响就变得明显，宽度误差就会变大。

另外，目前专用于刻蚀硅片深槽的刻蚀机价格昂贵，并且只做深槽刻蚀，用途单一，增加了成本。普通的P5000机台设备成本较低，应用广泛。若果将深槽刻蚀转移P5000这种常用的多晶刻蚀设备上加工，可以同时加工深槽和多晶器件，则会大大的降低成本。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中深槽刻蚀速率慢、刻蚀效果不好的技术问题。

供一种刻蚀深槽的方法，其特征在于，其特征在于，包括ME步骤，所述ME步骤如下：

A：以HBr气体为主要刻蚀气体，对Si层进行刻蚀，形成宽度和深度符合需求的深槽；

B：降低HBr气体的流量，混入SF₆气体和He-O₂气体，对所述槽底进行刻蚀，得到圆滑槽底。

用HBr气体作为刻蚀气体，刻蚀速率极快，垂直刻蚀效果好，横向扩散小，在深槽刻蚀的过程中对Si层上的SiO₂阻挡层的损伤降低到最小，可以忽略不计，保证了深槽刻蚀的垂直度。

优选的，所述ME步骤之前还包括BT步骤：刻蚀去除Si表面的自然氧化层SiO₂，露出Si层。以防SiO₂阻挡，刻蚀不动或者不均匀。

优选的，所述步骤A中刻蚀气体还可以混入SF₆气体和He-O₂气体。

优选的，所述步骤B中HBr气体的流量降低后为原流量的2/3。

优选的，所述步骤B中HBr、SF₆和He-O₂气体的流量比为50：100：12。

优选的，所述BT步骤中刻蚀SiO₂的的速率为/min，菜单时间为20sec。