襯底進行熱氧化處理，在所述半導體襯底和所述溝槽的表面形成犧牲氧化層。
[0045]具體地，執(zhí)行107之后的所述溝槽型功率器件柵氧化層的剖面示意圖如圖8所示，其中，所述犧牲氧化層用標號14表示。
[0046]可以理解，在本實施例中，在形成柵氧化層之前，先在所述溝槽的表面制備犧牲氧化層。進一步的，在形成所述犧牲氧化層之前，使用惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，進行退火處理，有效減少溝槽側壁的缺陷和陷阱數(shù)量，改善溝槽的表面形貌，提高后續(xù)形成的犧牲氧化層的質量。此外，溝槽表面形貌的有效改善，還能夠大幅減小需要形成的犧牲氧化層的厚度，例如，所述犧牲氧化層的厚度可以為0.01 μ m?0.1 μ m。所述犧牲氧化層的厚度較小，則相應的，在形成所述犧牲氧化層的過程中需要消耗的半導體襯底的厚度也會減少，這就能夠進一步保證溝槽的尺寸不受影響，提高芯片面積利用率，降低了器件制造成本。由于溝槽形貌得到改善，最終制成器件的性能和可靠性都大幅提高。
[0047]108、利用酸性溶液，去除所述犧牲氧化層。
[0048]具體地，執(zhí)行108之后的所述溝槽型功率器件柵氧化層的剖面示意圖又如圖7所
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[0049]其中，所述酸性溶液可以包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸(HF)中的一種或多種的組合。也就是說，所述酸性溶液可以包括上述溶液中的任一種，或者，也可以包括上述溶液中的任意兩種或兩種以上溶液的組合，本實施例在此不對其進行限制。
[0050]109、以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，對所述半導體襯底進行退火處理，并通過對所述半導體襯底進行熱氧化處理，在所述半導體襯底和所述溝槽的表面形成柵氧化層。
[0051]具體地，執(zhí)行109之后的所述溝槽型功率器件柵氧化層的剖面示意圖如圖9所示，其中，所述柵氧化層用標號15表示。
[0052]其中，所述熱氧化處理的方式可以包括干氧氧化和濕氧氧化。
[0053]可以理解，在本實施例中，在形成柵氧化層之前，使用惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，再次進行退火處理，能夠進一步有效改善溝槽的表面形貌，提高柵氧化層的形成質量，最終提高器件的器件性能和可靠性。
[0054]此外，在實際應用中，為了改善溝槽的表面形貌，目前使用的方法主要有兩種，一種是在高溫惰性氣體環(huán)境下進行退火，以修復溝槽表面的損傷。但是，該方法無法有效修復溝槽的表面形貌。另一種方法為通過熱氧化處理在溝槽表面形成犧牲氧化層，再使用濕法腐蝕去除該犧牲氧化層。該方法盡管可以有效改善表面形貌，但為了有效修復溝槽表面形貌，犧牲氧化層的厚度不能太薄，則相應的需要消耗較大厚度的硅層，這就會對溝槽的尺寸造成影響，導致器件的有效區(qū)域減少，進而增大了器件制造成本且影響器件的性能。同時，這進一步限制了該方法在高密度溝槽器件中的應用。
[0055]可以理解，相對上述方法，在本實施例中，采用氧化鎂作為掩膜，對半導體襯底進行刻蝕，能夠減少刻蝕過程中對溝槽側壁的損傷，保證溝槽表面的形貌不受破壞，并且，在通過熱氧化處理形成犧牲氧化層之前，以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，對硅片進行退火處理，從而在對溝槽的表面形貌有效修復后，形成厚度較小的犧牲氧化層，既能有效改善溝槽的表面形貌，又不會導致對溝槽尺寸的影響，從而減小器件制造的成本，并能提高器件的器件性能和可靠性。
[0056]本實施例提供的溝槽型功率器件柵氧化層的制備方法，采用氧化鎂作為掩膜，對半導體襯底進行刻蝕，形成溝槽，能夠減少刻蝕過程中對溝槽側壁的損傷，并且在制備柵氧化層之前，通過形成和去除質量較好的犧牲氧化層，有效改善溝槽的表面形貌并避免對溝槽的尺寸產(chǎn)生影響，從而在降低器件制造成本的同時，提高在所述溝槽表面上形成的柵氧化層質量，進而提高器件的器件性能和可靠性。
[0057]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種溝槽型功率器件柵氧化層的制備方法，其特征在于，包括: 在半導體襯底的表面上形成氧化鎂層； 在所述氧化鎂層的表面上形成帶有圖案的掩膜； 采用所述掩膜對所述氧化鎂層進行干法刻蝕，以露出所述圖案處對應的所述半導體襯底； 去除所述掩膜； 以所述氧化鎂層為掩膜，對所述半導體襯底進行干法刻蝕，形成溝槽； 去除所述氧化鎂層； 以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，對所述半導體襯底進行退火處理，并通過對所述半導體襯底進行熱氧化處理，在所述半導體襯底和所述溝槽的表面形成犧牲氧化層； 利用酸性溶液，去除所述犧牲氧化層； 以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，對所述半導體襯底進行退火處理，并通過對所述半導體襯底進行熱氧化處理，在所述半導體襯底和所述溝槽的表面形成柵氧化層。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化鎂層的厚度為0.0l μ m?I μ m。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述犧牲氧化層的厚度為0.01 μ m?0.1 μ m0
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述溝槽的深度為0.1 μ m?10 μ m。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除所述氧化鎂層，具體包括: 利用鹽酸、氯化銨和過氧化氫的混合溶液，去除所述氧化鎂層。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液包括硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸中的一種或多種的組合。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述帶有圖案的掩膜的材料為光刻膠。
8.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述熱氧化處理的方式包括干氧氧化和濕氧氧化。
9.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述干法刻蝕的方式包括反應離子刻蝕和感應耦合等離子體刻蝕。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種溝槽型功率器件柵氧化層的制備方法，包括：在半導體襯底上形成氧化鎂層；在氧化鎂層上形成帶有圖案的掩膜；采用所述掩膜對氧化鎂層進行干法刻蝕；去除所述掩膜；以所述氧化鎂層為掩膜，對所述半導體襯底進行干法刻蝕，形成溝槽；去除氧化鎂層；以惰性氣體、氨氣和氫氣的混合氣體作為保護氣體，對半導體襯底進行退火處理，并通過熱氧化處理，在形成犧牲氧化層；利用酸性溶液，去除犧牲氧化層；以所述混合氣體作為保護氣體，對半導體襯底進行退火處理，并通過熱氧化處理，形成柵氧化層。通過本發(fā)明提供的制備方法，能有效改善溝槽表面形貌，提高后續(xù)在所述溝槽表面上形成的柵氧化層的質量，進而提高器件的器件性能和可靠性。
【IPC分類】H01L21-28
【公開號】CN104810268
【申請?zhí)枴緾N201410043035
【發(fā)明人】李理, 馬萬里, 趙圣哲
【申請人】北大方正集團有限公司, 深圳方正微電子有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月29日