CN102768948A - 增强沟槽型igbt可靠性器件制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，包括以下步骤：步骤一、先刻蚀硅表面上的二氧化硅阻挡层；步骤二、去除光刻胶，以二氧化硅作为阻挡层，继续刻蚀硅槽至所需的深度，进行刻蚀形成深的槽；步骤三、通过炉管在沟槽里生长氮化硅膜；步骤四、进行氮化硅的垂直刻蚀，只留下沟槽侧壁的氮化硅；步骤五、进行炉管二氧化硅的成长；步骤六、用化学药液清洗掉侧壁的氮化硅；步骤七、再进行侧壁栅氧的氧化。本发明通过利用氮化硅和二氧化硅的不同选择比，在深沟槽的底部形成底部比沟槽侧壁沟道区域更厚的栅氧，同时在沟槽的顶部更加圆滑，从而提高了深沟槽的IGBT的高温可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造技术。
背景技术
绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种大功率的电力电子器件，特别是大于1200伏以上的IGBT，正面导通的电流往往大于50安培以上，特别是对于深沟槽型的IGBT，从沟道底部拐角的地方沿着沟道到源端是电流的通路，特别是沟道拐角的地方，电场强度最大，碰撞电离的程度也最厉害。
由于炉管成长工艺的特点，在深沟槽的拐角处成膜的气体相比沟道处的气体更少，所以长的栅氧的厚度是在拐角处是最薄的。对于高温可靠性的测试中，长时间在拐角的地方，有大电流通过，在薄的栅氧的地方会有弱点出现，高密度的电子在这个地方的离化率最大，很容易在这个拐角地方击穿。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，它可以提高深沟槽的IGBT的高温可靠性。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，包括以下步骤：
步骤一、先刻蚀硅表面上的二氧化硅阻挡层；
步骤二、去除光刻胶，以二氧化硅作为阻挡层，继续刻蚀硅槽至所需的深度，进行刻蚀形成深的槽；
步骤三、通过炉管在沟槽里生长氮化硅膜；
步骤四、进行氮化硅的垂直刻蚀，只留下沟槽侧壁的氮化硅；
步骤五、进行炉管二氧化硅的成长；
步骤六、用化学药液清洗掉侧壁的氮化硅；
步骤七、再进行侧壁栅氧的氧化。
本发明的有益效果在于：通过利用氮化硅和二氧化硅的不同选择比，在深沟槽的底部形成底部比沟槽侧壁沟道区域更厚的栅氧，同时在沟槽的顶部更加圆滑，从而提高了深沟槽的IGBT的高温可靠性。
所述步骤二中深槽底部的栅氧厚度比沟道的栅氧厚度厚50埃以上。
所述步骤二中所述槽深度为1微米以上。
所述步骤三中所述氮化硅膜膜厚在50埃以上，500埃以下。
所述步骤五中所述二氧化硅的厚度在500埃以上。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是说明在通态下沟槽的底部拐角处，电流密度最大，可靠性最弱的示意图；
图2是说明沟槽底部拐角处栅氧的厚度比侧壁沟道处薄的示意图；
图3是衬底上成长二氧化硅步骤的示意图；
图4是深沟槽阻挡层刻蚀步骤的示意图；
图5是深沟槽刻蚀步骤的示意图；
图6是二氧化硅阻挡层去除步骤的示意图；
图7是牺牲氧化层形成步骤的示意图；
图8是氮化硅成长步骤的示意图；
图9是底部和顶部氮化硅刻蚀，保留侧壁氮化硅步骤的示意图；
图10是第一层二氧化硅的成长步骤的示意图；
图11是氮化硅去除步骤的示意图；
图12是栅氧成长步骤的示意图；
图13是做正面工艺和背面工艺形成IGBT步骤的示意图。
具体实施方式
1.在现有的IGBT工艺中利用深槽刻蚀这张版曝光，先刻蚀硅表面上的二氧化硅阻挡层。
2.去除光刻胶，以二氧化硅作为阻挡层，继续刻蚀硅槽至所需的深度。
3.沿着沟槽的底部和侧壁用炉管工艺形成一层氮化硅。
4.对氮化硅进行垂直刻蚀，氮化硅的侧壁保留。
5.用炉管工艺再继续长一层二氧化硅。
6.利用化学药液进行氮化硅的湿法去除。
7.再利用炉管工艺成长栅氧。
8.再成长多晶硅，并刻蚀形成多晶线。
9.再做正面的源及互联工艺。
10.最后再做背面的集电极工艺。
具体来说，本发明所述新型增强IGBT可靠性工艺器件结构及工艺实现方法可以包括以下步骤：
1.选用击穿电压允许的衬底。体浓度是1E12-1E14。
2.进行终端保护环的注入及推阱工艺。
3.在衬底表面长二氧化硅作为深槽刻蚀的阻挡层，厚度在2000埃以上。
4.利用深槽隔离的光刻版进行曝光。
5.曝光后，进行阻挡层的刻蚀。
6.刻蚀后，进行硅深槽的刻蚀，刻蚀的深度在2微米以上。
7.长一层100到500埃的二氧化硅。
8.进行炉管工艺成长氮化硅，厚度在500埃以下。
9.然后进行氮化硅的垂直刻蚀，留下氮化硅的侧壁。
10.成长顶部和底部的二氧化硅。
11.用湿法药液把侧壁的氮化硅洗掉。
12.再利用炉管工艺成长栅氧。
13.在成长多晶硅，并形成正面的源漏。
14.背面金属化，溅射金属接触电极。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。
Claims (5)
1.一种增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、先刻蚀硅表面上的二氧化硅阻挡层；
步骤二、去除光刻胶，以二氧化硅作为阻挡层，继续刻蚀硅槽至所需的深度，进行刻蚀形成深的槽；
步骤三、通过炉管在沟槽里生长氮化硅膜；
步骤四、进行氮化硅的垂直刻蚀，只留下沟槽侧壁的氮化硅；
步骤五、进行炉管二氧化硅的成长；
步骤六、用化学药液清洗掉侧壁的氮化硅；
步骤七、再进行侧壁栅氧的氧化。
2.如权利要求1所述的增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，其特征在于，所述深槽底部的栅氧厚度比沟道的栅氧厚度厚50埃以上。
3.如权利要求1所述的增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，其特征在于，所述步骤二中所述槽深度为1微米以上。
4.如权利要求1所述的增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，其特征在于，所述步骤三中所述氮化硅膜膜厚在50埃以上，500埃以下。
5.如权利要求1所述的增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，其特征在于，所述步骤五中所述二氧化硅的厚度在500埃以上。
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| CN2011103105213A CN102768948A (zh) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | 增强沟槽型igbt可靠性器件制造方法 |
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| CN2011103105213A Pending CN102768948A (zh) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | 增强沟槽型igbt可靠性器件制造方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112447507A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 株洲中车时代半导体有限公司 | 一种提高沟槽栅击穿特性的goi测试样片制造方法 |
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| JP2004266140A (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-24 | Denso Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| US20080211015A1 (en) * | 2005-07-08 | 2008-09-04 | Stmicroelectronics S.R.L. | Method of manufacturing a semiconductor power device |
| CN101506956A (zh) * | 2005-08-17 | 2009-08-12 | 国际整流器公司 | 半导体设备的制作方法 |
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2011
- 2011-10-13 CN CN2011103105213A patent/CN102768948A/zh active Pending
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