[發(fā)明專利]一種特高壓VDMOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910324298.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN110047756A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢嘉誠;任益鋒;錢金華;李德建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江凌云威智能科技有限公司;北京智芯微電子科技有限公司;錢嘉誠
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L29/06;H01L29/41;H01L29/78
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 沈志良

本發(fā)明公開了一種特高壓VDMOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，生產(chǎn)N型VDMOS的生產(chǎn)步驟如下：1、采用N?襯底片；2、在N?襯底片的正面上按常規(guī)制造工藝制作N型VDMOS的正面結(jié)構(gòu)，包括場(chǎng)氧、柵氧層、多晶硅區(qū)、P?Body、N+源極、P+接觸區(qū)、層間介質(zhì)以及正面金屬；3、進(jìn)入減薄工序，對(duì)N?襯底片背面進(jìn)行減薄，將N?襯底片減薄到所需厚度；4、在N?襯底片背面注入N型雜質(zhì)，提高N?襯底片背面的雜質(zhì)濃度，在N?襯底片表面形成薄的N+層；5、進(jìn)入背面金屬化工序，在N+層背面淀積金屬，形成VDMOS的漏極。其采用N+襯底片并在襯底片上直接制造器件的正面結(jié)構(gòu)，通過背面減薄和背面注入來形成VDMOS的漏極，省掉了外延生長，避免過厚外延生長所帶來外延缺陷的增加而導(dǎo)致VDMOS產(chǎn)品的可靠性降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體功率器件，具體地說是一種利用背部減薄以及背部注入技術(shù)來實(shí)現(xiàn)特高壓VDMOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有VDMOS技術(shù)通常在襯底上生長外延，然后在外延上制作器件，器件的正面工序做好后，通過背部減薄、背部金屬化，最終形成VDMOS器件。下面以N型VDMOS為例來說明現(xiàn)有VDMOS技術(shù)的制作工序。

現(xiàn)有N型VDMOS縱向剖面圖如圖1所示，其制造方法如下。N型VDMOS的制作從N+襯底材料開始，N+襯底材料的電阻率通常為0.001～0.1mΩ，厚度為400～800um。然后在N+襯底片上生長N-外延，N-外延的規(guī)格與VDMOS的耐壓相關(guān)，耐壓越高，N-外延的電阻率越高，厚度越厚，反之則N-外延的電阻率越低，厚度越薄，比如200V VDMOS的N-外延的電阻率為5Ω左右，厚度為18um左右，而600V VDMOS的N-外延電阻率為16Ω左右，厚度為51um左右。我們定義N-外延為晶圓的正面，N+襯底為晶圓的背面。然后在晶圓正面通過一定的制作工藝，形成器件的正面結(jié)構(gòu)，主要有P-Body、N+源極、P+接觸區(qū)、柵氧、場(chǎng)氧、多晶硅柵極、層間介質(zhì)以及正面金屬等。正面工序完成后，對(duì)晶圓背部進(jìn)行減薄，將整個(gè)晶圓厚度減薄至100～300um，該厚度為N+襯底和N-外延的總厚度，然后進(jìn)行背部金屬化，在N+襯底上淀積金屬，與N+襯底形成歐姆接觸，形成VDMOS的漏極。在這里，N+襯底片的作用有兩個(gè)一是承載N-外延，方便后續(xù)制作過程中晶圓的固定和運(yùn)輸，否則N-外延太薄，容易破裂；二是N+襯底片和背面金屬形成歐姆接觸。

現(xiàn)有P型VDMOS縱向剖面圖如圖2所示，其制作過程與N型VDMOS類似，制作從P+襯底材料開始，然后在P+襯底材料上生長P-外延，在P-外延表面制作期間的正面結(jié)構(gòu)，包括N-Body、P+源極、柵氧、場(chǎng)氧、多晶硅柵極、層間介質(zhì)以及正面金屬等，N+接觸區(qū)。

當(dāng)使用上述方法制作1000V以上VDMOS時(shí)，由于外延厚度越來越厚，達(dá)到甚至接近200um，在外延生長方面會(huì)存在一定問題。隨著外延厚度的加厚，生長外延的滑移線、顆粒等缺陷數(shù)量會(huì)增多，影響外延質(zhì)量，從而影響最終產(chǎn)品的良率和可靠性，而且厚度的增加對(duì)外延機(jī)臺(tái)會(huì)有損傷，外延成本大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種特高壓VDMOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法。

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有VDMOS通過在襯底上生長外延的制造方法不適用于1000V以上VDMOS的生產(chǎn)，外延厚度加厚會(huì)使得生長外延的滑移線、顆粒等缺陷數(shù)量會(huì)增多的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種特高壓VDMOS場(chǎng)效應(yīng)管的制造方法，

若生產(chǎn)N型VDMOS，則生產(chǎn)步驟如下：1、采用N-襯底片，并在N-襯底片的正面和背面進(jìn)行氧化；2、在N-襯底片的正面上按常規(guī)制造工藝制作N型VDMOS的正面結(jié)構(gòu)，所述N型VDMOS的正面結(jié)構(gòu)包括場(chǎng)氧、柵氧層、多晶硅區(qū)、P-Body、N+源極、P+接觸區(qū)、層間介質(zhì)以及正面金屬；3、進(jìn)入減薄工序，對(duì)N-襯底片背面進(jìn)行減薄，將N-襯底片減薄到所需厚度；4、在N-襯底片背面注入N型雜質(zhì)，提高N-襯底片背面的雜質(zhì)濃度，在N-襯底片表面形成薄的N+層；5、進(jìn)入背面金屬化工序，在N+層背面淀積金屬，形成VDMOS的漏極；