專利名稱：一種溝槽式mos的制造工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種溝槽式(Trench)MOS(金屬 氧化物半導(dǎo)體)的制造工藝方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的溝槽式(Trench) MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)的制造工藝方法，主要包括如下 步驟(1)完成傳統(tǒng)Trench MOS工藝流程的N型硅襯底(N+sub)上生長N型外延層 (N-EPI)，再進(jìn)行P-Body implant (P型體注入)及推阱之后熱氧生長一層oxide (氧化層) 形成Hard mask (硬掩模層)，如圖IA所示。(2)光刻、刻蝕該硬掩模層定義出將要形成Trench(溝槽)的區(qū)域，如圖IB所示。(3)進(jìn)行Trench刻蝕，刻蝕至部分N型外延層，如圖IC所示。(4)濕法(HF混合溶液)去除硬掩模層(氧化層)，如圖ID所示。(5)熱氧生長柵極氧化層、柵極多晶硅填充溝槽，如圖IE所示。(6)柵極多晶硅回刻蝕，如圖IF所示。(7) N型源極光刻以及離子注入，如圖IG所示。(8)去除光刻膠，如圖IH所示。以上傳統(tǒng)工藝在步驟(2)、(7) 一共需要兩張掩模版并光刻兩次才能基本完成 Trench MOS的前段工藝，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種溝槽式MOS的制造工藝方法，該方法不需要 源極掩模版以及相應(yīng)的光刻步驟，相比傳統(tǒng)工藝簡化了工藝流程，節(jié)省了成本。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種溝槽式MOS的制造工藝方法，包括如下步 驟(1)完成傳統(tǒng)溝槽式MOS工藝流程的N型硅襯底上生長N型外延層，再進(jìn)行P型體 注入及推阱之后，熱氧生長一層襯墊氧化層和采用低壓化學(xué)氣相淀積工藝在襯墊氧化層上 淀積一層氮化硅，襯墊氧化層和氮化硅形成硬掩模層；(2)光刻、刻蝕該硬掩模層定義出將要形成溝槽以及需要進(jìn)行N型源極離子注入 的區(qū)域；(3)化學(xué)氣相沉積一層TEOS氧化層；(4)進(jìn)行TEOS氧化層回刻蝕，在硬掩模層側(cè)壁形成側(cè)墻；(5)進(jìn)行溝槽刻蝕；(6)利用濕法刻蝕將硬掩模層側(cè)壁的側(cè)墻去除干凈；(7)在溝槽及需要進(jìn)行N型源極離子注入的區(qū)域熱氧生長柵極氧化層、柵極多晶 硅填充溝槽以及柵極氧化層回刻蝕；
(8)利用硬掩模層自對準(zhǔn)進(jìn)行N型源極離子注入；(9)利用濕法刻蝕去除硬掩模層及位于N型源極離子注入?yún)^(qū)域上面的部分柵極氧 化層；(10)后續(xù)工藝包括依次進(jìn)行介質(zhì)層淀積、接觸孔或通孔刻蝕和金屬淀積及刻蝕， 同傳統(tǒng)工藝一致。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明在傳統(tǒng)的工藝流程柵極多晶 硅回刻之后利用自對準(zhǔn)工藝形成N型源極，不需要源極掩模版以及相應(yīng)的光刻步驟，相比 傳統(tǒng)工藝簡化了工藝流程，節(jié)省了成本。


圖1是傳統(tǒng)方法的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖2所示，本發(fā)明一種溝槽式MOS的制造工藝方法，具體包括如下步驟(1)完成傳統(tǒng)Trench MOS工藝流程的N型硅襯底(N+sub)上生長N型外延層 (N-EPI)，再進(jìn)行P-Body implant (P型體注入)及推阱之后，熱氧生長一層Pad oxide (襯 墊氧化層)和采用LPCVD (低壓化學(xué)氣相淀積)工藝在襯墊氧化層上淀積一層氮化硅，該襯 墊氧化層和氮化硅形成Hardmask (硬掩模層)，如圖2A所示。硬掩模層由傳統(tǒng)的單純的氧 化層改成襯墊氧化層(厚度約為200-800埃)和氮化硅(厚度約為1500-6000埃)的混合 結(jié)構(gòu)。(2)光刻、刻蝕該硬掩模層(Pad oxide和氮化硅)定義出將要形成Trench以及需 要進(jìn)行N型源極離子注入的區(qū)域。在版圖設(shè)計(jì)上，該硬掩模層定義的區(qū)域應(yīng)該比傳統(tǒng)定義 的區(qū)域(形成溝槽的區(qū)域)兩邊各略大0. 4-0. Sum(微米)，用以后續(xù)形成N型源極離子注 入的區(qū)域，如圖2B所示。(3)CVD(化學(xué)氣相淀積)沉積一層TEOS(四乙基正硅酸鹽)氧化層，厚度約為 4000-8000埃，如圖2C所示。(4)進(jìn)行TEOS氧化層回刻蝕(各向異性刻蝕)，在硬掩模層側(cè)壁形成厚度約為 3000-7000埃的側(cè)墻(Spacer)，利用該側(cè)墻進(jìn)行后續(xù)的N型源極自對準(zhǔn)工藝，如圖2D所示。(5)進(jìn)行Trench刻蝕，刻蝕至部分N型外延層(N-EPI)，其深度由器件需要決定 (如0. 5-3微米)，如圖2E所示。(6)利用濕法刻蝕將硬掩模層側(cè)壁的側(cè)墻去除干凈，如圖2F所示。(7)熱氧生長柵極氧化層(在溝槽及需要進(jìn)行N型源極離子注入的區(qū)域生長柵極 氧化層)、柵極多晶硅填充溝槽以及柵極多晶硅回刻蝕(刻蝕至P-Body與Pad oxide界面 處)，如圖2G所示。(8)利用硬掩模層自對準(zhǔn)工藝進(jìn)行N型源極離子注入，形成N型源極，如圖2H所
7J\ ο(9)利用濕法刻蝕去除硬掩模層及位于N型源極離子注入?yún)^(qū)域上面的部分柵極氧化層，如圖21所示。(10)后續(xù)工藝包括依次進(jìn)行介質(zhì)層淀積、接觸孔或通孔刻蝕和金屬淀積及刻蝕， 后續(xù)工藝同傳統(tǒng)工藝一致。由以上可以看到，整個(gè)新的工藝流程中，只有步驟(2)需要掩模版進(jìn)行一次光刻、 刻蝕(在版圖設(shè)計(jì)上，將Trench所開的區(qū)域兩邊各增加0.4-0. Sum)；但是由于本發(fā)明利用 自對準(zhǔn)工藝形成N型源極，不需要源極掩模版以及相應(yīng)的光刻步驟，相比傳統(tǒng)工藝簡化了 工藝流程，節(jié)省了成本。
權(quán)利要求
1. 一種溝槽式MOS的制造工藝方法，其特征在于，包括如下步驟(1)完成傳統(tǒng)溝槽式MOS工藝流程的N型硅襯底上生長N型外延層，再進(jìn)行P型體注入 及推阱之后，熱氧生長一層襯墊氧化層和采用低壓化學(xué)氣相淀積工藝在襯墊氧化層上淀積 一層氮化硅，襯墊氧化層和氮化硅形成硬掩模層；(2)光刻、刻蝕該硬掩模層定義出將要形成溝槽以及需要進(jìn)行N型源極離子注入的區(qū)域；(3)化學(xué)氣相沉積一層TEOS氧化層；(4)進(jìn)行TEOS氧化層回刻蝕，在硬掩模層側(cè)壁形成側(cè)墻；(5)進(jìn)行溝槽刻蝕；(6)利用濕法刻蝕將硬掩模層側(cè)壁的側(cè)墻去除干凈；(7)在溝槽及需要進(jìn)行N型源極離子注入的區(qū)域熱氧生長柵極氧化層、柵極多晶硅填 充溝槽以及柵極氧化層回刻蝕；(8)利用硬掩模層自對準(zhǔn)進(jìn)行N型源極離子注入；(9)利用濕法刻蝕去除硬掩模層及位于N型源極離子注入?yún)^(qū)域上面的部分柵極氧化層；(10)后續(xù)工藝包括依次進(jìn)行介質(zhì)層淀積、接觸孔或通孔刻蝕和金屬淀積及刻蝕。
2.如權(quán)利要求1所述的溝槽式MOS的制造工藝方法，其特征在于，步驟⑴中，所述襯 墊氧化層的厚度為200-800埃，所述氮化硅的厚度為1500-6000埃。
3.如權(quán)利要求1所述的溝槽式MOS的制造工藝方法，其特征在于，步驟⑵中，所述硬 掩模層定義的區(qū)域比傳統(tǒng)定義的區(qū)域兩邊各大0. 4-0. Sum,用以后續(xù)形成N型源極離子注 入的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的溝槽式MOS的制造工藝方法，其特征在于，步驟(3)中，所述 TEOS氧化層的厚度為4000-8000埃。
5.如權(quán)利要求1所述的溝槽式MOS的制造工藝方法，其特征在于，步驟中，所述側(cè) 墻的厚度為3000-7000埃。
6.如權(quán)利要求1所述的溝槽式MOS的制造工藝方法，其特征在于，步驟(4)采用各向異 性刻蝕TEOS氧化層在硬掩模層側(cè)壁形成側(cè)墻。
7.如權(quán)利要求1所述的溝槽式MOS的制造工藝方法，其特征在于，步驟( 所述溝槽的 深度為0. 5-3微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溝槽式MOS的制造工藝方法，包括步驟(1)完成傳統(tǒng)溝槽式MOS工藝的P型體注入及推阱之后，依次生長襯墊氧化層和氮化硅作為硬掩模層；(2)光刻、刻蝕該硬掩模層定義溝槽及N型源極離子注入?yún)^(qū)域；(3)化學(xué)氣相淀積TEOS氧化層；(4)TEOS氧化層回刻蝕，在硬掩模層側(cè)壁形成側(cè)墻；(5)溝槽刻蝕；(6)濕法刻蝕去除側(cè)墻；(7)熱氧生長柵極氧化層、柵極多晶硅填充溝槽及柵極氧化層回刻蝕；(8)利用硬掩模層自對準(zhǔn)進(jìn)行N型源極離子注入；(9)濕法刻蝕去除硬掩模層及N型源極離子注入?yún)^(qū)域上的柵極氧化層；(10)后續(xù)工藝同傳統(tǒng)工藝一致。本發(fā)明不需要源極掩模版以及相應(yīng)的光刻步驟，相比傳統(tǒng)工藝簡化了工藝流程，節(jié)省了成本。
文檔編號H01L21/336GK102074478SQ20091020185
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者熊濤, 羅嘯, 陳華倫, 陳瑜, 陳雄斌 申請人:上海華虹Nec電子有限公司