专利名称：沟槽型mos晶体管的接触孔的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种沟槽型M0S晶体管的制造工艺，具体涉及一种沟槽型 M0S晶体管的接触孔的制备方法。
背景技术：
在沟槽型M0S晶体管中，为了降低MOSFET (金属氧化物半导体场效应 晶体管)的单位面积导通电阻，减少电流损耗。MOSFET的通道密度做的越 来越高。单个M0S晶体管的关键尺寸也越做越小。因此以往在功率MOS 晶体管为了防止UIS(未钳位电感性开关)失效，是通过在做接触孔时做一 步离子注入，形成一个通道，使源区和沟道区处于相同电位，来实现的。在 关键尺寸不断减小的情况下，源区注入的方式发生了改变，因此这一方法 己不能适用。所以必须通过做沟槽形接触孔(Contact Trench)来达到同 样的目的。
如图l，沟槽型MOS晶体管的基本结构包括硅衬底底部有漏区7， 其上依次有沟道区6和源区4，在沟道区6和源区4两侧有多晶硅填充的 沟槽3，另外在硅衬底表面依次有低温生长的氧化膜2 (LT0)和硼磷硅玻 璃1 (BPSG)。 一般的沟槽形接触孔刻蚀工艺包括(1)涂光刻胶后接触 孔光刻、干法将BPSG及LTO刻蚀至硅表面；(2)沟槽刻蚀过源区结深；
(3)接触孔离子注入；(4)光刻胶剥离；(5)钛和氮化钛离子溅射，快 速热退火；(6)钨塞淀积。图1中所示现有工艺中沟槽形接触孔1的结构形貌，其截面为矩形，该结构的接触孔器件和工艺存在的相当多的缺陷， 主要有以下问题
(1) 沟槽形接触孔侧壁角角度接近90度，而且深宽比非常大，会造 成后步工艺中阻挡金属溅射时，在侧壁上溅射的很薄或者几乎没有。这 样一来接触孔电阻就会变的很大，严重影响功率器件中最重要的参数之 一即导通电阻。
(2) 由于沟槽型接触孔底部的两个角上，形状接近直角，在器件工作 时可能导致这两个地方电场强度过大，而带来漏电过大或器件可靠性的 问题。
因此本专利针对上述缺陷提出了一种改变沟槽形接触孔的形状，来达 到优化此工艺的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种沟槽型M0S晶体管的接触孔 的制备方法，它可以解决功率MOS关键尺寸不断缩小后接触孔中阻挡金属 阶梯覆盖性不好及可能带来的漏电问题。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种沟槽型MOS晶体管的接触 孔的制备方法，其中沟槽型MOS晶体管的结构为硅衬底底部有漏区，其 上依次有沟道区和源区，在所述沟道区和源区两侧有多晶硅填充的沟槽， 另外在所述硅衬底表面依次有低温生长的氧化膜和硼磷硅玻璃;该方法包 括如下步骤(l)涂光刻胶后对接触孔光刻，干法将硼磷硅玻璃和氧化膜
刻蚀至硅表面；(2)接触孔进一步沟槽刻蚀过源区结深；(3)光刻胶剥离； (4)湿法对硼磷硅玻璃和氧化膜横向刻蚀；(5)干法对沟槽形接触孔做圆孔处理,各向同性刻蚀；(6)再次湿法对硼磷硅玻璃和氧化膜刻蚀，使 接触孔的侧壁形成平滑的曲面；(7)接触孔离子注入；(8)钛和氮化钛离 子溅射，快速热退火；(9)钨塞淀积。
因为本发明在原有沟槽型M0S晶体管的接触孔的制备工艺中增加了 湿法腐蚀的步骤，进而改变了接触孔的形貌，克服了原接触孔底部边角成 90度及侧壁垂直造成的阻挡金属阶梯覆盖性不好及可能带来的漏电问 题。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。 图1是现有沟槽形接触孔结构图； 图2是实施本发明步骤(1)后的结构示意图； 图3是实施本发明步骤(2)后的结构示意图4是实施本发明步骤(4)后的结构示意图； 图5是实施本发明步骤(5)后的结构示意图； 图6是实施本发明步骤(6)后的结构示意图； 图7是实施本发明步骤(8)后的结构示意图8是实施本发明步骤(9)后的结构示意图。
图中附图标记为，1、硼磷硅玻璃；2、氧化膜；3、多晶硅填充的
沟槽；4、源区；5、沟槽形接触孔；6、沟道体；7、漏区；8、钛
和氮化钛。
具体实施例方式
本发明是在沟槽型M0S晶体管上制备一种沟槽形接触孔的方法，通过增加湿法腐蚀工艺改变原有接触孔底部边角为90度且侧壁垂直造成的 阻挡金属阶梯覆盖性不好及可能带来的漏电问题。本发明所利用的沟槽型 MOS晶体管的结构为硅衬底底部有漏区7，其上依次有沟道区6和源区 4，在所述沟道区6和源区4两侧有多晶硅填充的沟槽3，另外在所述硅 衬底表面依次有低温生长的氧化膜2和硼磷硅玻璃1。本发明首先涂光刻 胶后对接触孔光刻，干法将硼磷硅玻璃1 (厚度约4200A)和氧化膜2 (厚 度约1500A)刻蚀至硅表面，实施该步骤后的工艺效果如图2所示。其次 接触孔进一步进行沟槽刻蚀过源区4结深，刻蚀深度约4um，刻蚀后形成 沟槽形接触孔5，实施该步骤后的工艺效果如图3所示。接着进行光刻胶 剥离及湿法对硼磷硅玻璃1和氧化膜2横向刻蚀，刻蚀深度150A 250A
(本实施例中约为200A)，实施该步骤后的工艺效果如图4所示。再进行 干法对沟槽形接触孔5做圆孔处理，各向同性刻蚀，刻蚀硅约400A 600A
(本实施例中约为500A)，实施该步骤后的工艺效果如图5所示。然后再 次湿法对硼磷硅玻璃1和氧化膜2刻蚀，刻蚀深度约200A，使接触孔的 侧壁形成平滑的曲面，实施该步骤后的工艺效果如图6所示。再进行接触 孔离子注入及钛和氮化钛8离子溅射，快速热退火，注入钛和氮化钛8 的厚度分别为800A和1000A左右,实施该步骤后的工艺效果如图7所示。 最后进行钩塞淀积，淀积厚度约4000A，实施该步骤后的工艺效果如图8 所示。
本发明的上述工艺步骤后制备的沟槽形接触孔底部呈圆角且侧壁为 平滑的曲面，解决了阻挡金属阶梯覆盖性不好及可能带来的漏电问题。
权利要求
1、一种沟槽型MOS晶体管的接触孔的制备方法，所述沟槽型MOS晶体管的结构为硅衬底底部有漏区，其上依次有沟道区和源区，在所述沟道区和源区两侧有多晶硅填充的沟槽，另外在所述硅衬底表面依次有低温生长的氧化膜和硼磷硅玻璃；其特征在于，包括如下步骤(1)涂光刻胶后对接触孔光刻，干法将硼磷硅玻璃和氧化膜刻蚀至硅表面；(2)接触孔进一步进行沟槽刻蚀过源区结深；(3)光刻胶剥离；(4)湿法对硼磷硅玻璃和氧化膜横向刻蚀；(5)干法对沟槽形接触孔做圆孔处理，各向同性刻蚀；(6)再次湿法对硼磷硅玻璃和氧化膜刻蚀，使接触孔的侧壁形成平滑的曲面；(7)接触孔离子注入；(8)钛和氮化钛离子溅射，快速热退火；(9)钨塞淀积。
2、 如权利要求1所述的沟槽型M0S晶体管的接触孔的制备方法，其 特征在于，步骤(4)所述的湿法对硼磷硅玻璃和氧化膜刻蚀，其深度范 围为150A (250A。
3、 如权利要求1所述的沟槽型M0S晶体管的接触孔的制备方法，其 特征在于，步骤(5)所述的干法对沟槽形接触孔做圆孔处理，各向同性刻 蚀，其深度范围为400A 600A。
全文摘要
本发明公开了一种沟槽型MOS晶体管的接触孔的制备方法，包括如下步骤(1)涂光刻胶后对接触孔光刻，干法将硼磷硅玻璃和氧化膜刻蚀至硅表面；(2)接触孔进一步沟槽刻蚀过源区结深；(3)光刻胶剥离；(4)湿法对硼磷硅玻璃和氧化膜横向刻蚀；(5)干法对沟槽形接触孔做圆孔处理，各向同性刻蚀；(6)再次湿法对硼磷硅玻璃和氧化膜刻蚀，使接触孔的侧壁形成平滑的曲面；(7)接触孔离子注入；(8)钛和氮化钛离子溅射，快速热退火；(9)钨塞淀积。本发明通过在原有的制备工艺中增加湿法腐蚀工艺及干法各向同性刻蚀工艺改变原有接触孔底部边角为90度且侧壁垂直造成的阻挡金属阶梯覆盖性不好及可能带来的漏电问题。
文档编号H01L21/768GK101436567SQ20071009423
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者缪进征, 陈正嵘, 马清杰 申请人:上海华虹Nec电子有限公司