CN102280483B - 一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法 - Google Patents

一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102280483B
CN102280483B CN 201110224157 CN201110224157A CN102280483B CN 102280483 B CN102280483 B CN 102280483B CN 201110224157 CN201110224157 CN 201110224157 CN 201110224157 A CN201110224157 A CN 201110224157A CN 102280483 B CN102280483 B CN 102280483B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
polysilicon
silicon
grid
polysilicon layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201110224157
Other languages
English (en)
Other versions
CN102280483A (zh
Inventor
王新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microelectronics Co Ltd Of Shenzhen City First Stable
Original Assignee
Microelectronics Co Ltd Of Shenzhen City First Stable
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microelectronics Co Ltd Of Shenzhen City First Stable filed Critical Microelectronics Co Ltd Of Shenzhen City First Stable
Priority to CN 201110224157 priority Critical patent/CN102280483B/zh
Publication of CN102280483A publication Critical patent/CN102280483A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102280483B publication Critical patent/CN102280483B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法，包括金属底层、硅片、栅氧层、多晶硅层、热氧化层、热氧化侧台，所述硅片被热氧化作为栅氧化层，其中多晶硅层下方生长第一氮化硅层作为多晶硅下保护层，生长多晶硅充任栅极导电层；所述热氧化生成多晶硅层上面二氧化硅层再生长第二氮化硅层作为多晶硅上保护层；所述热氧化多晶硅层侧部形成隔离栅极和源极的热氧化侧台。本发明具有结构简单，制造方便，成本低和产品易保证的诸多优点，利用氮化硅在氧气气氛下氧化速率远低于硅或者多晶硅的氧化速率的特点能使栅极和源极能够有效地短路，具有非常好的绝缘性能，大大的提高制造成品率。

Description

一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，尤其是涉及一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法。 
背景技术
现有的功率器件VDMOS是一种栅极电压控制，多子参入导电的器件，他具有驱动电路简单，开关速度快，易于集成等优点。VDMOS的设计是数万至百万的单包并联以达到需要的电流能力。对于VDMOS的结构，栅极是通过多晶硅导电加入电信号，源极通过铝导电加入电信号。栅极和源极间需要绝缘隔离，从而在栅极可以相对源极加正电压信号时源极的电流可以通过沟道到漏极从而产生电流。
以前的VDMOS的制造工艺中对于栅源的绝缘办法是在栅源之间淀积二氧化硅SiO2，再通过光刻的方法将栅源之间的隔离层形成。这样的制造工艺中淀积的二氧化硅SiO2致密性差，在腐蚀的过程中容易造成栅极和源极之间的淀积二氧化硅SiO2层被去掉。这样一来栅极和源极就不能形成绝缘，造成了栅极和源极短路，使器件失效。由于VDMOS的电流能力特别是大电流的VDMOS器件需要很多单包并联（几十安培电流的VDMOS的单包数达到几十万个），因此在制造过程中栅极和源极的短路是造成器件失效的重要原因。除致使VDMOS功率器件的工作可靠性较差外，还因生产工序多而复杂，产品成本居高不下，因而经济性和实用性均较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种栅源侧台保护功率器件及其制造方法。以解决现有技术所存在的制造成品率底，器件易失效等技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种栅源侧台保护功率器件，包括金属底层、硅片、栅化氧层、多晶硅层、热氧化层、热氧化侧台，所述硅片的上表面被热氧化形成栅氧化层，其中多晶硅下方生长第一氮化硅层作为多晶硅下保护层，该多晶硅层充任栅极导电层；所述多晶硅层上表面通过热氧化生成二氧化硅层，在二氧化硅层上生长第二氮化硅层作为多晶硅层上保护层，光刻多晶硅区形成栅极导电层，所述二氧化硅层、第二氮化硅层及多晶硅层形成的环形区为栅区；所述多晶硅层侧部通过热氧化形成隔离栅极和源极的热氧化侧台。
作为优选，所述栅氧层的厚度为400～700埃；第一氮化硅层的厚度为600～800埃；多晶硅层厚度为9500～11000埃；多晶硅层上方的二氧化硅层的厚度为3500～6500埃；第二氮化硅层厚度为600～1000埃。
作为优选，所述第一氮化硅层、热氧化侧台外围构成的环形区为源区，源区的源电极还包括一N+导电区，光刻及腐蚀掉源区的二氧化硅及氮化硅形成源极的导电窗口。
作为优选，所述热氧化生产栅氧化层的氧化温度为800～1200℃。
作为优选，所述本发明一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法，包括如下步骤：
（1）、首先将已经做完导电结构及终端结构的硅片通过热氧化的方法生成一层栅氧层；
（2）、在栅氧层上以淀积的方法生长第一氮化硅层作为多晶硅的下保护层；
（3）、生长多晶硅层作为栅电极；
（4）、热氧化生长的多晶硅层的上表面，形成二氧化硅层；
（5）、在二氧化硅层上方生长第二氮化硅层作为多晶硅层的上保护层；
（6）、光刻及腐蚀掉多晶硅区并由此向下呈现出凹状的预定栅区范围区域，从而使多晶硅层形成栅极导电层；
（7）、热氧化多晶硅层侧部形成隔离栅极和源极的热氧化侧台；
（8）、光刻及腐蚀掉源区区域范围内残留的的二氧化硅、多晶硅及氮化硅，暴露源区形成源极的导电窗口；
（9）、VDMOS功率器件制作成功。
本发明具有结构简单，制造方便，成本低和产品易保证的诸多优点，利用氮化硅在氧气气氛下氧化速率远低于硅或者多晶硅的氧化速率的特点，将多晶硅层的下面及上面生长一层氮化硅层，作为多晶硅层的保护层。多晶硅层侧壁暴露，通过热氧化形成热氧化侧台将多晶硅导电的栅极和源极隔离，从而能使栅极和源极能够有效地短路，具有非常好的绝缘性能，大大的提高制造成品率。具有很强的经济性和实用性。
附图说明
图1是本发明实施例的内部结构示意图。
图2是本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
图1是本发明实施例的内部结构示意图，图2是本发明的工艺流程框图。由图1结合图2可知，栅源侧台保护功率器件，主要包括金属底层10、硅片8、热氧化栅氧化层7、多晶硅层4、二氧化硅层2、热氧化侧台5。
所述硅片8作为衬底层被热氧化生长栅氧化层7和多晶硅层4，在多晶硅层4下方生长第一氮化硅层6作为多晶硅层4下保护层，该多晶硅层4充任栅极导电层31。
二氧化硅层2、第二氮化硅层1及多晶硅层4构成环形栅区，多晶硅层4上表面热氧化生成二氧化硅层2，用于隔离所述栅电极和源电极，二氧化硅层2上方再生长第二氮化硅层1作为多晶硅层4上保护层，防止在光刻、腐蚀等工艺过程中所述二氧化硅层2和所述多晶硅层4受到损害，具有良好的保护作用，并且确保了所述二氧化硅层2的绝缘性能。
所述多晶硅层4的侧部通过热氧化形成隔离栅极3和源极9的热氧化侧台5，光刻及腐蚀掉源区区域范围内的的二氧化硅层2及第一氮化硅层6、第二氮化硅层1形成源极9的N+导电窗口，其中源区由位于第一氮化硅层6、热氧化侧台5外围的环形区构成。
实施例1
本实施例提供了一种栅源侧台保护的功率器件的制造方法，其制造方法包括如下步骤：
（1）、首先将已经做完导电结构及终端结构的硅片通过热氧化的方法生成一层栅氧层，热氧化温度为800°，栅氧层的厚度为400埃；
（2）、在栅氧层上以淀积的方法生长氮化硅层作为多晶硅层的下保护层，第一氮化硅层的厚度为600埃；
（3）、生长多晶硅层作为栅电极，多晶硅层厚度为9500埃；
（4）、热氧化生长的多晶硅层的上表面，形成二氧化硅层，二氧化硅层2厚度为3500埃；
（5）、在二氧化硅层上方生长第二氮化硅层作为多晶硅层的上保护层，第二氮化硅层厚度为600埃；
（6）、光刻及腐蚀掉多晶硅区并由此向下呈现出凹状得预定栅区范围区域，从而使多晶硅层形成栅极导电层；
（7）、热氧化多晶硅层侧部形成隔离栅极和源极的热氧化侧台；
（8）、光刻及腐蚀掉源区区域范围内残留的的二氧化硅层、多晶硅层及氮化硅层，暴露源区形成源极的导电窗口；
（9）、VDMOS功率器件制作成功。
实施例2
（1）、首先将已经做完导电结构及终端结构的硅片通过热氧化的方法生成一层栅氧层，热氧化温度为1000°，栅氧层的厚度为450埃；
（2）、在栅氧层上以淀积的方法生长第一氮化硅层作为多晶硅层的下保护层，第一氮化硅层的厚度为650埃；
（3）、生长多晶硅层作为栅电极，多晶硅层厚度为10000埃；
（4）、热氧化生长的多晶硅层的上表面，形成二氧化硅层，二氧化硅层2厚度为5000埃；
（5）、在二氧化硅层上方生长第二氮化硅层作为多晶硅层的上保护层，第二氮化硅层厚度为800埃；
（6）、光刻及腐蚀掉多晶硅区并由此向下呈现出凹状得预定栅区范围区域，从而使多晶硅层形成栅极导电层；
（7）、热氧化多晶硅层侧部形成隔离栅极和源极的热氧化侧台；
（8）、光刻及腐蚀掉源区区域范围内残留的的二氧化硅层、多晶硅层及氮化硅层，暴露源区形成源极的导电窗口；
（9）、VDMOS功率器件制作成功。
实施例3
（1）、首先将已经做完导电结构及终端结构的硅片通过热氧化的方法生成一层栅氧层，热氧化温度为1100°，栅氧层的厚度为600埃；
（2）、在栅氧层上以淀积的方法生长第一氮化硅层作为多晶硅层的下保护层，第一氮化硅层的厚度为700埃；
（3）、生长多晶硅层作为栅电极，多晶硅层厚度为9500埃；
（4）、热氧化生长的多晶硅层的上表面，形成二氧化硅层，二氧化硅层2厚度为5500埃；
（5）、在二氧化硅层上方生长第二氮化硅层作为多晶硅层的上保护层，第二氮化硅层厚度为900埃；
（6）、光刻及腐蚀掉多晶硅区并由此向下呈现出凹状得预定栅区范围区域，从而使多晶硅层形成栅极导电层；
（7）、热氧化多晶硅层侧部形成隔离栅极和源极的热氧化侧台；
（8）、光刻及腐蚀掉源区区域范围内残留的的二氧化硅层、多晶硅层及氮化硅层，暴露源区形成源极的导电窗口；
（9）、VDMOS功率器件制作成功。
实施例4
（1）、首先将已经做完导电结构及终端结构的硅片通过热氧化的方法生成一层栅氧层，热氧化温度为1200°，栅氧层的厚度为700埃；
（2）、在栅氧层上以淀积的方法生长第一氮化硅层作为多晶硅层的下保护层，第一氮化硅层的厚度为900埃；
（3）、生长多晶硅层作为栅电极，多晶硅层厚度为11000埃；
（4）、热氧化生长的多晶硅层的上表面，形成二氧化硅层，二氧化硅层2厚度为6500埃；
（5）、在二氧化硅层上方生长第二氮化硅层作为多晶硅层的上保护层，第二氮化硅层厚度为1000埃；
（6）、光刻及腐蚀掉多晶硅区并由此向下呈现出凹状得预定栅区范围区域，从而使多晶硅层形成栅极导电层；
（7）、热氧化多晶硅层侧部形成隔离栅极和源极的热氧化侧台；
（8）、光刻及腐蚀掉源区区域范围内残留的的二氧化硅层、多晶硅层及氮化硅层，暴露源区形成源极的导电窗口；
（9）、VDMOS功率器件制作成功。
应当应理解的是，对本领域普通技术人员来说，以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神原则之内，所作的任何修改、同等替换和改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。

Claims (5)

1.一种栅源侧台保护的功率器件，包括金属底层、硅片、栅氧化层、多晶硅层、热氧化层、热氧化侧台，其特征是，所述硅片的上表面被热氧形成为栅氧化层，其中多晶硅下方生长第一氮化硅层作为多晶硅下保护层，该多晶硅层充任栅极导电层；所述多晶硅层上表面通过热氧化生成二氧化硅层，在二氧化硅层上生长第二氮化硅层作为多晶硅层上保护层，光刻多晶硅区形成栅极导电层，其中二氧化硅层、第二氮化硅层及多晶硅层构成的环形区为栅区；所述多晶硅层侧部通过热氧化形成隔离栅极和源极的热氧化侧台。
2.根据权利要求1所述的一种栅源侧台保护的功率器件，其特征是，所述栅氧化层的厚度为400～700埃；第一氮化硅层的厚度为600～800埃；多晶硅层厚度为9500～11000埃；多晶硅层上方的二氧化硅层的厚度为3500～6500埃；多晶硅层上方的第二氮化硅层厚度为600～1000埃。
3.根据权利要求1所述的一种栅源侧台保护的功率器件，其特征是，所述第一氮化硅层、热氧化侧台外围构成的环形区为源区，源区的源电极还包括一N+导电区，光刻及腐蚀掉源区的二氧化硅层及氮化硅层形成源极的导电窗口。
4.根据权利要求1或2所述的一种栅源侧台保护的功率器件，其特征是，所述热氧化生产栅氧化层的氧化温度为800～1200℃。
5.一种栅源侧台保护的功率器件的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）、首先将已经做完导电结构及终端结构的硅片通过热氧化的方法生成一层栅氧层；
（2）、在栅氧层上以淀积的方法生长第一氮化硅层作为多晶硅的下保护层；
（3）、生长多晶硅层作为栅电极；
（4）、热氧化生长的多晶硅层的上表面，形成二氧化硅层；
（5）、在二氧化硅层上方生长第二氮化硅层作为多晶硅层的上保护层；
（6）、光刻及腐蚀掉多晶硅区并由此向下呈现出凹状的预定栅区范围区域，从而使多晶硅层形成栅极导电层；
（7）、热氧化多晶硅层侧部形成隔离栅极和源极的热氧化侧台；
（8）、光刻及腐蚀掉源区区域范围内残留的的二氧化硅、多晶硅及第一氮化硅层，暴露源区形成源极的导电窗口；
（9）、VDMOS功率器件制作成功。
CN 201110224157 2011-08-06 2011-08-06 一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法 Active CN102280483B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110224157 CN102280483B (zh) 2011-08-06 2011-08-06 一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110224157 CN102280483B (zh) 2011-08-06 2011-08-06 一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102280483A CN102280483A (zh) 2011-12-14
CN102280483B true CN102280483B (zh) 2013-07-10

Family

ID=45105807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110224157 Active CN102280483B (zh) 2011-08-06 2011-08-06 一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102280483B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103545194B (zh) * 2013-10-11 2018-03-02 中国电子科技集团公司第十三研究所 射频功率vdmosfet屏蔽栅结构的制作方法
CN107359121B (zh) * 2016-05-10 2020-08-07 北大方正集团有限公司 Vdmos功率器件的制备方法及vdmos功率器件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087241A (en) * 1997-09-05 2000-07-11 Microchip Technology Incorporated Method of forming side dielectrically isolated semiconductor devices and MOS semiconductor devices fabricated by this method
JP2002231821A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP2003086798A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
TW200633211A (en) * 2005-03-04 2006-09-16 Win Semiconductors Corp Semiconductor devices integrating high-voltage and low-voltage field effect transistors on the same wafer
CN101123252B (zh) * 2006-08-10 2011-03-16 松下电器产业株式会社 半导体装置及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102280483A (zh) 2011-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104919595B (zh) 具有双向双极晶体管的系统、电路、器件和方法
CN104241337B (zh) 具有复合中心的半导体器件和制造方法
CN103748689B (zh) 半导体装置以及半导体装置的制造方法
CN106252416B (zh) 半导体装置以及半导体装置的制造方法
CN101877352A (zh) 反向导通半导体器件
US20120061688A1 (en) Power semiconductor device and method for manufacturing the power semiconductor device
JPWO2011045834A1 (ja) 電力用半導体装置とその製造方法、ならびにパワーモジュール
WO2017047284A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2014165348A (ja) 半導体装置の製造方法
CN102694032A (zh) 功率用半导体装置
CN101510558A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN102280483B (zh) 一种栅源侧台保护的功率器件及其制造方法
CN107408588A (zh) 太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法
CN103928309B (zh) N沟道碳化硅绝缘栅双极型晶体管的制备方法
JP5366521B2 (ja) 炭化珪素半導体装置及びその製造方法
CN101431073A (zh) 一种齐纳管集成电路结构及其制造方法
CN202189788U (zh) 一种阵列式发光二极管
CN102290447B (zh) 柱状钻石肖特基二极管及其制作方法
CN202153519U (zh) 一种vdmos栅源侧台保护功率器件
CN106960871A (zh) 一种带沟槽阵列和空腔的碳化硅衬底结构
JP2007053226A (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN202153520U (zh) 一种igbt栅源侧台保护功率器件
CN107425083A (zh) 一种叠层背钝化太阳能电池及其制备方法
CN102254943A (zh) 一种栅源侧台保护的晶体管功率器件及其制造方法
EP2432003A2 (en) Silicon Carbide Semiconductor Device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant