一種提高溝槽型vdmos柵氧層擊穿電壓的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，屬于半導體制造技術 領域。
【背景技術】
[0002] 垂直雙擴散金屬-氧化物半導體場效應晶體管（VDMOS)是由多個單胞并聯而成的 集成器件，其在高阻外延層上采用平面自對準雙擴散工藝，利用兩次擴散結深差，在水平方 向形成MOS結構的多子導電溝道，這種結構可以實現較短的溝道，并且由于具有縱向漏極， 因此可以提高漏源之間的擊穿電壓。
[0003] 對于溝槽型VDMOS器件來說，柵氧層的擊穿電壓是非常重要的參數。如果柵氧層 擊穿電壓偏低，將會導致IGSS (柵源間漏電）失效比例增大，嚴重時將會導致整片報廢，尤 其是在初始環區的制作工藝中，離子的注入以及刻蝕等對襯底外延層表面的損傷，都會導 致在損傷部位生長出的柵氧質量下降，擊穿電壓變低，最終導致IGSS失效。
【發明內容】
[0004] 本發明提供一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，該方法通過在形成溝 槽刻蝕硬掩膜之前形成一層犧牲氧化層，有效的除去了柵極窗口下方外延層表面受環區刻 蝕和離子注入損傷的部分，從而大大提高了柵氧層的質量和擊穿電壓。
[0005] 本發明提供了一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，包括如下步驟：
[0006] 在具有外延層的襯底上形成初始氧化層；
[0007] 經光刻、刻蝕，在所述初始氧化層上形成有源區窗口；
[0008] 注入離子，在所述有源區窗口下方的外延層上形成有源區；
[0009] 在所述初始氧化層及所述有源區上方形成光刻膠層；
[0010] 對所述光刻膠層下方的所述初始氧化層依次進行濕法刻蝕和干法刻蝕，形成環區 窗口和柵極窗口；
[0011] 注入離子，在所述環區窗口下方的外延層上形成環區；
[0012] 除去所述光刻膠層，在所述初始氧化層、所述有源區以及所述環區窗口和所述柵 極窗口下方的外延層上形成犧牲氧化層；
[0013] 除去所述犧牲氧化層，在所述初始氧化層、所述有源區以及所述環區窗口和所述 柵極窗口下方的外延層上形成硬掩膜層；
[0014] 刻蝕所述硬掩膜層，形成溝槽；
[0015] 除去所述硬掩膜層，并在所述柵極窗口下方外延層的溝槽上形成柵氧層；
[0016] 在所述柵氧層上淀積多晶硅；
[0017] 通過在所述多晶硅和襯底兩端施加電壓，測定所述柵氧層的擊穿電壓。
[0018] 根據本發明提供的方法，所述犧牲氧化層采用濕法氧化法在800-1100°C下形成。 利用該方法生長的犧牲氧化層速度快，而且該溫度不高于有源區離子的注入以及環區驅入 的溫度，不會對結深產生影響。
[0019] 根據本發明提供的方法，所述犧牲氧化層的厚度為4500-6000 |A。該厚度犧牲氧 化層可以消耗掉2000-2500 A左右的外延層表面，可以有效除去柵極窗口下方外延層表面 受環區刻蝕和離子注入損傷的部分，從而可以提高柵氧層的質量和擊穿電壓。
[0020] 根據本發明提供的方法，對環區的刻蝕采用先濕法后干法的方式，本發明中的所 述初始氧化層的厚度為8000~12000 lA，所述濕法刻蝕所刻蝕掉的初始氧化層的厚度為 5000~7000丨A，所述干法刻蝕所刻蝕掉的初始氧化層的厚度為3000~5000丨A。利用該方 法刻蝕環區可以更為準確的刻蝕環區。
[0021] 本發明方法通過在形成溝槽刻蝕硬掩膜之前形成一層犧牲氧化層，有效的除去了 柵極窗口下方外延層表面受環區刻蝕和離子注入損傷的部分，從而大大提高了柵氧層的質 量和擊穿電壓。
【附圖說明】
[0022] 圖1-圖5為本發明溝槽型VDMOS器件形成的剖面結構示意圖。
[0023] 附圖標記：
[0024] 1 :襯底；2 :外延層；3 :初始氧化層；4 :有源區窗口；5 :光刻膠層；6 :環區窗口；7 : 柵極窗口；8 :犧牲氧化層；9 :硬掩膜層。
【具體實施方式】
[0025] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明的附圖和實施 例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明 一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有 做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0026] 實施例
[0027] 本發明一種提高溝槽型VDMOS柵氧層擊穿電壓的方法，可以在制造溝槽型VDMOS 器件的同時實現，其可以包括如下步驟：
[0028] 步驟1、在具有外延層的襯底上形成初始氧化層；
[0029] 具體地，所述具有外延層的襯底中的外延片可以是本領域常規的外延片，也可以 采用本領域常規的方法在襯底上生長出外延層。
[0030] 如圖1所示，在具有外延層2的襯底1上形成厚度為8000-12000 A的初始氧化層 3 ;在本實施例中，所形成的初始氧化層的厚度為10000人。
[0031] 步驟2、經光刻、刻蝕，在所述初始氧化層上形成有源區窗口；
[0032] 如圖2所示，利用光刻及全濕法刻蝕，在所述初始氧化層3上形成有源區窗口 4 ;
[0033] 步驟3、注入離子，在所述有源區窗口下方的外延層上形成有源區；
[0034] 如圖2所示，向有源區窗口 4下方的外延層中注入能量為60_80kev，注入劑量為 I X IO15-L 5 X IO1Vcm2的P+離子(如注入能量75kev，注入劑量IO1Vcm 2),再對注入的P+離 子進行熱處理，從而激活P+離子形成有源區。
[0035] 步驟4、在所述初始氧化層及有源區上方形成光刻膠層；并對所述光刻膠層下方 的初始氧化層依次進行濕法刻蝕和干法刻蝕，形成環區窗口和柵極窗口；
[0036] 如圖3所示，在所述初始氧化層3及有源區上方旋涂光刻膠形成光刻