半导体表面槽孔的制备方法及igbt器件表面槽孔的制备
技术领域
1.本发明涉及半导体器件制备技术领域，尤其涉及一种半导体表面槽孔的制备方法及igbt器件表面槽孔的制备。
背景技术：2.半导体器件制备过程中，涉及到表面沟槽和接触孔的制备。对于集成度高、尺寸小的半导体器件，在距离较小的沟槽间开设接触孔时，可能会造成沟槽的破坏，而且，在接触孔填充金属时，容易与沟槽内金属连接短路，影响半导体器件的成品率。
技术实现要素：3.本发明要解决的技术问题是如何提高半导体表面距离较小的沟槽之间制备接触孔的成功率，本发明提出一种半导体表面槽孔的制备方法及igbt器件表面槽孔的制备。
4.根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法，包括：
5.s101，在硅基表面涂布有机碳层；
6.s102，在所述有机碳层的侧壁制备第一防护部；
7.s103，在所述第一防护部的外表面制备有机碳防护部；
8.s104，在所述有机碳防护部的保护下，蚀刻制备沟槽；
9.s105，去除所述有机碳层和有机碳防护部；
10.s106，对所述硅基进行高温氧化工艺，形成氧化层；
11.s107，在所述沟槽填充多晶硅；
12.s108，对所述硅基注入n
+
；
13.s109，在所述硅基表面制备ild层；
14.s110，临近所述第一防护部位置处制备第二防护部和金属孔；
15.s111，在所述第二防护部的保护下金属填充所述金属孔。
16.根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法，本发明在igbt器件或其他半导体器件制备过程中，通过设置第一防护部、第二防护部，利用第一防护部和第二防护部与硅基间的不同蚀刻选择比，在沟槽和接触孔制备及填充过程中进行阻挡保护，避免了沟槽与接触孔连通短路的问题，而且，便于小尺寸沟槽间接触孔的制备，提高了半导体器件的制备良品率。
17.根据本发明的一些实施例，步骤s105中，采用含氧电浆蚀刻去除所述有机碳层和有机碳防护部。
18.在本发明的一些实施例中，步骤s108中，在注入所述n+时，通过离子注入设备采用不同倾斜预设角度，分多次注入，或将离子注入设备设置倾斜预设角度，通过旋转所述硅基完成n+注入。
19.根据本发明的一些实施例，所述第一防护部为多组，每组所述第一防护部包括间隔设置的两个所述第一防护部，在每组相邻的两个所述第一防护部之间蚀刻制备所述沟
槽。
20.在本发明的一些实施例中，在相邻的两个所述沟槽之间设置两个间隔设置的第二防护部，在相邻的两个所述第二防护部之间蚀刻制备所述金属孔。
21.根据本发明的一些实施例，步骤s110中，在邻近所述第一防护部的位置先制备金属孔，再在所述金属孔的内壁制备所述第二防护部；或在邻近所述第一防护部的位置先制备金属孔的部分段体，在所述部分段体内壁制备所述第二防护部后，再制备所述金属孔的剩余部分。
22.在本发明的一些实施例中，所述第一防护部和所述第二防护部为氮化硅防护部。
23.根据本发明的一些实施例，所述金属孔两侧的两个所述沟槽之间的距离不小于接触孔的内径尺寸。
24.根据本发明实施例的igbt器件的制备工艺，所述igbt器件的制备工艺采用如上所述的半导体表面槽孔的制备方法制备igbt的表面沟槽。
25.根据本发明的一些实施例，所述igbt器件的制备工艺采用如上所述的半导体表面槽孔的制备方法制备igbt表面的金属孔。
26.本发明在igbt器件或其他半导体器件制备过程中，通过设置第一防护部、第二防护部，利用有机碳层和氮化硅的不同蚀刻选择比，在沟槽和接触孔制备及填充过程中进行阻挡保护，避免了沟槽内的多晶硅与接触孔内的金属连通造成短路的问题，而且，第一防护部和第二防护部可以在制备接触孔时，对下方的n
+
进行阻挡保护，避免n
+
在制备接触孔时被去除的问题。另外，便于小尺寸沟槽间接触孔的制备，提高了半导体器件的制备良品率。
附图说明
27.图1为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法流程图；
28.图2为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在硅基表面涂布有机碳层示意图；
29.图3为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在有机碳层的侧壁制备第一防护部示意图；
30.图4为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在第一防护部的外表面制备有机碳防护部示意图；
31.图5为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在所述有机碳防护部的保护下，蚀刻制备沟槽示意图；
32.图6为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中去除有机碳层和有机碳防护部示意图；
33.图7为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中对硅基进行高温氧化工艺，形成氧化层示意图；
34.图8为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在沟槽填充多晶硅示意图；
35.图9为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中对硅基注入n
+
；
36.图10为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在硅基表面制备ild层示意图；
37.图11为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中临近第一防护部位置处制备金属孔的部分段体的示意图；
38.图12为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在接触孔的部分段体的内壁制备第二防护部的示意图；
39.图13为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中制备接触孔剩余段体部分示意图；
40.图14为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中注入p
+
示意图；
41.图15为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中接触孔填充金属示意图；
42.图16为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中制备完整接触孔示意图；
43.图17为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在金属孔内壁制备第二防护部示意图；
44.图18为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中注入p
+
示意图；
45.图19为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中接触孔填充金属示意图；
46.图20为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中制备完整接触孔示意图；
47.图21为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中在金属孔内壁制备第二防护部示意图；
48.图22为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中注入p
+
示意图；
49.图23为根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法中接触孔填充金属示意图。
50.附图标记：
51.硅基10，有机碳层110，有机碳防护部120，沟槽130，氧化层140，多晶硅150，ild层160，接触孔170，
52.第一防护部210，第二防护部220。
具体实施方式
53.为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
54.本发明中说明书中对方法流程的描述及本发明说明书附图中流程图的步骤并非必须按步骤标号严格执行，方法步骤是可以改变执行顺序的。而且，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
55.如图1-图23所示，根据本发明实施例的半导体表面槽孔的制备方法，包括：
56.s101，如图2所示，在硅基10表面涂布有机碳层110；
57.例如，可以在硅基10表面制备soc(涂布有机碳层110)。由此，可以通过有机碳层110与硅基10间的不同蚀刻选择比，在进行蚀刻工艺时对预设部位进行保护。
58.s102，如图3所示，在有机碳层110的侧壁制备第一防护部210；
59.例如，第一防护部210可以为pesion(氮化硅)。
60.s103，如图4所示，在第一防护部210的外表面制备有机碳防护部120；
61.有机碳防护部120可以为soc(涂布有机碳层110)，以利用氮化硅和有机碳层110的不同选择比，在蚀刻时进行保护。
62.s104，如图5所示，在有机碳防护部120的保护下，蚀刻制备沟槽130；
63.在制备沟槽130时，由于有机碳防护部120与硅基10间蚀刻选择比差异
64.s105，如图6所示，去除有机碳层110和有机碳防护部120；
65.根据本发明的一些实施例，步骤s105中，采用含氧电浆蚀刻去除有机碳层110和有机碳防护部120。
66.s106，如图7所示，对硅基10进行高温氧化工艺，形成氧化层140；
67.例如，对硅基10表面形成的氧化层140为sio2。
68.s107，如图8所示，在沟槽130填充多晶硅150；
69.在填充多晶硅150时，需要先在沟槽130内沉积多晶硅150，再进行平坦化处理。
70.s108，如图9所示，对硅基10注入n
+
；
71.在本发明的一些实施例中，步骤s108中，在注入n
+
时，通过离子注入设备采用不同倾斜预设角度，分多次注入。或将离子注入设备设置倾斜预设角度，通过旋转硅基10完成n
+
注入。
72.需要说明的是，由于设置了第一防护部210，在进行离子注入时，若离子注入设备进行垂直注入，则由于第一防护部210的阻挡，无法注入到第一防护部210的下方。因此，需要将离子注入设备采用预设倾斜角度进行离子注入。例如，离子注入设备倾斜角度的范围可以为15
°‑
60
°
。
73.s109，如图10所示，在硅基10表面制备ild层160；
74.在制备ild层160时，在沉积ild层160材质后，需要进行平坦化处理。
75.s110，如图11-图23所示，临近第一防护部210位置处制备第二防护部220和接触孔170；
76.根据本发明的一些实施例，步骤s110中，如图16-图23所示，在邻近第一防护部210的位置先制备接触孔170，再在接触孔170的内壁制备第二防护部220；或如图11-图15所示，在邻近第一防护部210的位置先制备接触孔170的部分段体，在部分段体内壁制备第二防护部220后，再制备接触孔170的剩余部分。
77.其中，如图20-图23所示，当接触孔170开的过大时，通过在接触孔170内壁制备第二防护部220，可以避免在接触孔170填充金属时，导致接触孔170与沟槽130连通短路的问题。
78.s111，如图15所示，在第二防护部220的保护下金属填充接触孔170。
79.根据本发明的一些实施例，如图3-图8所示，第一防护部210为多组，每组第一防护部210包括间隔设置的两个第一防护部210，在每组相邻的两个第一防护部210之间蚀刻制备沟槽130。
80.在本发明的一些实施例中，如图12所示，在相邻的两个沟槽130之间设置两个间隔设置的第二防护部220，在相邻的两个第二防护部220之间蚀刻制备接触孔170。
81.在本发明的一些实施例中，第一防护部210和第二防护部220为氮化硅防护部。
82.根据本发明的一些实施例，接触孔170两侧的两个沟槽130之间的距离不小于接触孔170的内径尺寸。两个沟槽130之间的距离范围可以为：20nm-1μm。
83.根据本发明实施例的igbt器件的制备工艺，igbt器件的制备工艺采用如上的半导体表面槽孔的制备方法制备igbt的表面沟槽130。
84.根据本发明的一些实施例，igbt器件的制备工艺采用如上的半导体表面槽孔的制备方法制备igbt表面的金属孔。
85.综上所述，本发明在igbt器件或其他半导体器件制备过程中，通过设置第一防护部210、第二防护部220，利用有机碳层110和氮化硅的不同蚀刻选择比，在沟槽130和接触孔170制备及填充过程中进行阻挡保护，避免了沟槽130内的多晶硅与接触孔170内的金属连通造成短路的问题，而且，第一防护部210和第二防护部220可以在制备接触孔170时，对下方的n
+
进行阻挡保护，避免n
+
在制备接触孔170时被去除的问题。另外，便于小尺寸沟槽130间接触孔170的制备，提高了半导体器件的制备良品率。
86.通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
技术特征：1.一种半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，包括：s101，在硅基表面涂布有机碳层；s102，在所述有机碳层的侧壁制备第一防护部；s103，在所述第一防护部的外表面制备有机碳防护部；s104，在所述有机碳防护部的保护下，蚀刻制备沟槽；s105，去除所述有机碳层和有机碳防护部；s106，对所述硅基进行高温氧化工艺，形成氧化层；s107，在所述沟槽填充多晶硅；s108，对所述硅基注入n
+
；s109，在所述硅基表面制备ild层；s110，临近所述第一防护部位置处制备第二防护部和金属孔；s111，在所述第二防护部的保护下金属填充所述金属孔。2.根据权利要求1所述的半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，步骤s105中，采用含氧电浆蚀刻去除所述有机碳层和有机碳防护部。3.根据权利要求1所述的半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，步骤s108中，在注入所述n
+
时，通过离子注入设备采用不同倾斜预设角度，分多次注入，或将离子注入设备设置倾斜预设角度，通过旋转所述硅基完成n
+
注入。4.根据权利要求1所述的半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，所述第一防护部为多组，每组所述第一防护部包括间隔设置的两个所述第一防护部，在每组相邻的两个所述第一防护部之间蚀刻制备所述沟槽。5.根据权利要求1所述的半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，在相邻的两个所述沟槽之间设置两个间隔设置的第二防护部，在相邻的两个所述第二防护部之间蚀刻制备所述金属孔。6.根据权利要求1所述的半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，步骤s110中，在邻近所述第一防护部的位置先制备金属孔，再在所述金属孔的内壁制备所述第二防护部；或在邻近所述第一防护部的位置先制备金属孔的部分段体，在所述部分段体内壁制备所述第二防护部后，再制备所述金属孔的剩余部分。7.根据权利要求1所述的半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，所述第一防护部和所述第二防护部为氮化硅防护部。8.根据权利要求1所述的半导体表面槽孔的制备方法，其特征在于，所述金属孔两侧的两个所述沟槽之间的距离不小于接触孔的内径尺寸。9.一种igbt器件的制备工艺，其特征在于，所述igbt器件的制备工艺采用如权利要求1-8中任一项所述的半导体表面槽孔的制备方法制备igbt的表面沟槽。10.根据权利要求9所述的igbt器件的制备工艺，其特征在于，所述igbt器件的制备工艺采用如权利要求1-8中任一项所述的半导体表面槽孔的制备方法制备igbt表面的金属孔。
技术总结本发明提出了一种半导体表面槽孔的制备方法及IGBT器件表面槽孔的制备，制备方法包括：S101，在硅基表面涂布有机碳层；S102，在有机碳层的侧壁制备第一防护部；S103，在第一防护部的外表面制备有机碳防护部；S104，在有机碳防护部的保护下，蚀刻制备沟槽；S105，去除有机碳层和有机碳防护部；S106，对硅基进行高温氧化工艺，形成氧化层；S107，在沟槽填充多晶硅；S108，对硅基注入N
技术研发人员：严立巍 文锺
受保护的技术使用者：浙江同芯祺科技有限公司
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/11/1
