硅的深溝槽干法刻蝕工藝中一般有兩種方法：

第一種是間歇式刻蝕方法(BOSCH)，即多次交替循環刻蝕和淀積工藝，刻蝕工藝使用的是SF6氣體，淀積工藝使用的是C4F8氣體，采用的是高密度電感耦合等離子體(TCP：Transformer CoupledPlasma)，輸出方式有連續和脈沖兩種方法，采用低溫(10 oC～20 oC)的溫度環境，由于間歇式刻蝕方法是多步(達到幾百步)交替循環，導致深溝槽輪廓的側壁粗糙度增加，形成類似于扇貝表面的側壁。刻蝕阻擋層則有光刻膠和氧化膜硬掩膜兩種。

第二種是單步穩態刻蝕方法(SSP)，即經典的一步刻蝕，氣體使用的是SF6和02，也可以摻入CHF3、CF4、NF3或C12，HBr氣體進行深溝槽形貌的調節，也可以摻入N2、Ar或He氣體進行稀釋，溫度環境是低溫(10。C～20 oC)狀態，采用的也是高密度電感耦合等離子體，輸出方式有連續和脈沖兩種方法，在這種工藝中深溝槽側壁能夠形成反應副產物SiOxFv保護層，通過改變刻蝕反應過程中刻蝕和沉積的比例來調節深溝槽的角度，SF6分解出F基團對硅進行等向性刻蝕，同時等離子體SF6／02中的O反應基會在反應過程中生成SiOxFv聚合物，這種副產物會抑制硅的刻蝕，低溫狀態下反應氣體SF6揮發性降低同時增加抑制層的形成，離子轟擊將會成為刻蝕的主要動力，各向異性刻蝕得到進一步加強，深溝槽形貌保持較好但速率會有損失，刻蝕阻擋層一般會用氧化膜作為硬掩膜，為了速率，單步刻蝕會損失對光刻膠的選擇比，當溝槽深度過深，光刻膠是無法阻擋單步刻蝕的u J。

相較于第一種刻蝕方法，單步穩態刻蝕方法能獲得平滑的側壁表面，對刻蝕腔體的影響比較低，而間歇式刻蝕方法則要求在短時間內對刻蝕腔體進行清洗維護。

在深溝槽超級結的單步穩態刻蝕工藝中壓力、硅片溫度和氧氣含量是影響深溝槽輪廓的主要參數。而深溝槽的角度、寬度和深度是影響最終擊穿電壓的主要因素。

通過以上三個參數的調節可以控制深溝槽的角度和深度，深溝槽的角度與壓力和氧氣含量成反比，而與硅片溫度成正比，但是刻蝕速率跟氧氣含量和硅片溫度成反比，氧氣含量的增加和硅片溫度的降低都會降低刻蝕速率，引入TCP RF功率和BiasRF進行調整，增大等離子體的密度和轟擊能量，都能加速刻蝕速率和控制深溝槽深度，例如在TCP RF400 W到800 W的范圍內，刻蝕速率增加迅速，而深溝槽的輪廓卻改變較小。同時還要注意，氧氣含量過多，針狀的硅尖刺缺陷會劇增尤其在硅片的中間，氧氣含量過少，在硅片邊上深溝槽的側壁有較大的損傷，而這兩種缺陷都會導致器件的漏電，硅片溫度過高，深溝槽形狀變形，硅片溫度過低，深溝槽刻蝕不下去，因此在得到目標角度時，氧氣含量和硅片溫度的中心點能夠有效地平衡以上的缺陷。

在深溝槽超級結的單步穩態刻蝕工藝中，圖形的疏密度和刻蝕面積對干法刻蝕也有很大的影響。針對不同疏密度深溝槽刻蝕的結果，在版圖設計上可以進行改進和優化。對于不同刻蝕面積的深溝槽刻蝕可以進行有效的時間調節。在工藝研發中這兩個重要的因素是不可忽略的。

審核編輯：劉清