[發(fā)明專(zhuān)利]增強(qiáng)溝槽型IGBT可靠性器件制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110310521.3
• 申請(qǐng)日: 2011-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102768948A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/28
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/28;H01L21/331
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 孫大為

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管IGBT是一種大功率的電力電子器件，特別是大于1200伏以上的IGBT，正面導(dǎo)通的電流往往大于50安培以上，特別是對(duì)于深溝槽型的IGBT，從溝道底部拐角的地方沿著溝道到源端是電流的通路，特別是溝道拐角的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，碰撞電離的程度也最厲害。

由于爐管成長(zhǎng)工藝的特點(diǎn)，在深溝槽的拐角處成膜的氣體相比溝道處的氣體更少，所以長(zhǎng)的柵氧的厚度是在拐角處是最薄的。對(duì)于高溫可靠性的測(cè)試中，長(zhǎng)時(shí)間在拐角的地方，有大電流通過(guò)，在薄的柵氧的地方會(huì)有弱點(diǎn)出現(xiàn)，高密度的電子在這個(gè)地方的離化率最大，很容易在這個(gè)拐角地方擊穿。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種增強(qiáng)溝槽型IGBT可靠性器件制造方法，它可以提高深溝槽的IGBT的高溫可靠性。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)溝槽型IGBT可靠性器件制造方法，包括以下步驟：

步驟一、先刻蝕硅表面上的二氧化硅阻擋層；

步驟二、去除光刻膠，以二氧化硅作為阻擋層，繼續(xù)刻蝕硅槽至所需的深度，進(jìn)行刻蝕形成深的槽；

步驟三、通過(guò)爐管在溝槽里生長(zhǎng)氮化硅膜；

步驟四、進(jìn)行氮化硅的垂直刻蝕，只留下溝槽側(cè)壁的氮化硅；

步驟五、進(jìn)行爐管二氧化硅的成長(zhǎng)；

步驟六、用化學(xué)藥液清洗掉側(cè)壁的氮化硅；

步驟七、再進(jìn)行側(cè)壁柵氧的氧化。

本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)利用氮化硅和二氧化硅的不同選擇比，在深溝槽的底部形成底部比溝槽側(cè)壁溝道區(qū)域更厚的柵氧，同時(shí)在溝槽的頂部更加圓滑，從而提高了深溝槽的IGBT的高溫可靠性。

所述步驟二中深槽底部的柵氧厚度比溝道的柵氧厚度厚50埃以上。

所述步驟二中所述槽深度為1微米以上。

所述步驟三中所述氮化硅膜膜厚在50埃以上，500埃以下。

所述步驟五中所述二氧化硅的厚度在500埃以上。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是說(shuō)明在通態(tài)下溝槽的底部拐角處，電流密度最大，可靠性最弱的示意圖；

圖2是說(shuō)明溝槽底部拐角處柵氧的厚度比側(cè)壁溝道處薄的示意圖；

圖3是襯底上成長(zhǎng)二氧化硅步驟的示意圖；

圖4是深溝槽阻擋層刻蝕步驟的示意圖；

圖5是深溝槽刻蝕步驟的示意圖；

圖6是二氧化硅阻擋層去除步驟的示意圖；

圖7是犧牲氧化層形成步驟的示意圖；

圖8是氮化硅成長(zhǎng)步驟的示意圖；

圖9是底部和頂部氮化硅刻蝕，保留側(cè)壁氮化硅步驟的示意圖；

圖10是第一層二氧化硅的成長(zhǎng)步驟的示意圖；

圖11是氮化硅去除步驟的示意圖；

圖12是柵氧成長(zhǎng)步驟的示意圖；

圖13是做正面工藝和背面工藝形成IGBT步驟的示意圖。

具體實(shí)施方式

1.在現(xiàn)有的IGBT工藝中利用深槽刻蝕這張版曝光，先刻蝕硅表面上的二氧化硅阻擋層。

2.去除光刻膠，以二氧化硅作為阻擋層，繼續(xù)刻蝕硅槽至所需的深度。

3.沿著溝槽的底部和側(cè)壁用爐管工藝形成一層氮化硅。

4.對(duì)氮化硅進(jìn)行垂直刻蝕，氮化硅的側(cè)壁保留。

5.用爐管工藝再繼續(xù)長(zhǎng)一層二氧化硅。

6.利用化學(xué)藥液進(jìn)行氮化硅的濕法去除。

7.再利用爐管工藝成長(zhǎng)柵氧。

8.再成長(zhǎng)多晶硅，并刻蝕形成多晶線。

9.再做正面的源及互聯(lián)工藝。

10.最后再做背面的集電極工藝。

具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明所述新型增強(qiáng)IGBT可靠性工藝器件結(jié)構(gòu)及工藝實(shí)現(xiàn)方法可以包括以下步驟：

1.選用擊穿電壓允許的襯底。體濃度是1E12-1E14。

2.進(jìn)行終端保護(hù)環(huán)的注入及推阱工藝。

3.在襯底表面長(zhǎng)二氧化硅作為深槽刻蝕的阻擋層，厚度在2000埃以上。

4.利用深槽隔離的光刻版進(jìn)行曝光。

5.曝光后，進(jìn)行阻擋層的刻蝕。

6.刻蝕后，進(jìn)行硅深槽的刻蝕，刻蝕的深度在2微米以上。

7.長(zhǎng)一層100到500埃的二氧化硅。

8.進(jìn)行爐管工藝成長(zhǎng)氮化硅，厚度在500埃以下。

9.然后進(jìn)行氮化硅的垂直刻蝕，留下氮化硅的側(cè)壁。

10.成長(zhǎng)頂部和底部的二氧化硅。

11.用濕法藥液把側(cè)壁的氮化硅洗掉。