CN111508830B - 一种低压高密度trench DMOS器件制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低压高密度trench DMOS器件制造方法,属于半导体功率器件技术领域。trench阵列完成后,不做氧化层的去除,直接做牺牲氧化修复trench阵列内表面损伤。trench阵列中多晶硅表面比硅表面高2000~3000Å。再通过氧化层刻蚀技术,把硅表面氧化层干法刻掉,剩余一定厚度的氧化层作为阱注入阻挡层。本发明利用trench阵列刻蚀中掩蔽氧化层来抬高栅引出位置多晶硅高度,避免多晶硅上孔腐蚀打穿栅多晶,提高产品良率和可靠性;通过优化工艺,降低栅极接触孔打穿栅多晶硅短路问题,从而提高产品良率与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体功率器件技术领域,特别涉及一种低压高密度trench DMOS器件制造方法。
背景技术
随着VDMOS产品应用领域的不断扩大和工艺线能力的不断提升,业界对产品能效的要求也越来越高。普通低压Trench DMOS产品,因其沟道电阻占比较大,优化方向为缩小原胞尺寸和沟道浅结工艺。以N20V产品为例,目前市面上批量产品原胞单元已经降低到0.9um,阱深度约0.5~0.7um,这种产品栅电极一般都是通过大trench栅槽在管芯边缘引出。在目前的工艺条件下,由于集成度高,trench为浅槽,栅极多晶硅在引出接触孔时容易被孔打穿,产品出现低良问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压高密度trench DMOS器件制造方法,以解决目前的工艺在栅极多晶硅引出接触孔时容易被孔打穿、造成产品良率低的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种低压高密度trench DMOS器件制造方法,包括:
在硅材料上淀积氧化层,刻蚀出trench阵列并去除损伤的硅表面;
在trench阵列中生长栅氧化层,并淀积多晶硅栅;
刻蚀掉表面多晶硅栅同时增加过刻蚀量,保证工艺窗口;再刻蚀trench阵列之间的部分氧化层;
将剩余的氧化层作为注入阻挡层,利用B离子注入工艺对硅材料实现阱注入,并通过高温推结把阱推到合适深度;
通过光刻和高剂量As离子在原胞区域注入,并激活形成源区;
淀积USG、BPSG、TEOS形成介质层,通过光刻和腐蚀工艺,做正面源极和栅极接触孔引出;
溅射金属并利用光刻腐蚀做出源极和栅极。
可选的,刻蚀出trench阵列包括:
通过光刻和干法腐蚀工艺,先对氧化层进行刻蚀;
将氧化层作为掩蔽层,刻蚀出trench阵列。
可选的,在溅射金属并利用光刻腐蚀做出源极和栅极之后,所述低压高密度trench DMOS器件制造方法还包括:
在器件整体淀积钝化介质,并光刻腐蚀,除栅极和源极需要打线引出区域外,其他区域覆盖上钝化层。
可选的,所述氧化层为TEOS材料。
附图说明
图1是在外延材料上淀积氧化层的示意图;
图2是对氧化层进行刻蚀的示意图;
图3是刻蚀出trench阵列的示意图;
图4是生长栅氧化层和淀积多晶硅栅的示意图;
图5是刻蚀多晶硅栅和去除氧化层的示意图;
图6是实现阱注入的示意图;
图7是形成有源区的示意图;
图8是做正面源极和栅极接触孔引出示意图;
图9是做出源极和栅极的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种低压高密度trench DMOS器件制造方法作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种低压高密度trench DMOS器件制造方法,包括如下步骤:
在硅材料上利用光刻和干法腐蚀工艺,先对氧化层进行刻蚀,如图2所示;
利用剩余的氧化层作为掩蔽层,刻蚀出trench阵列,如图3;
保留作为掩蔽层的氧化层,通过牺牲氧化工艺去除trench阵列中表面硅损伤,利用热氧化生长一定厚度栅氧化层,在trench阵列中淀积多晶硅栅Poly,如图4所示;
利用干法回刻工艺,刻蚀掉表面多晶硅栅同时增加一定的过刻蚀量,保证工艺窗口;在利用氧化层干法刻蚀工艺,刻蚀trench阵列之间的硅表面上用作掩蔽层的氧化层,保留少量氧化层作为后续注入阻挡层,此时trench阵列中的多晶硅栅高于硅表面左右,如图5;
利用B离子注入工艺,对硅材料实现阱注入,并通过高温推结把阱推到合适深度,如图6;
通过光刻和高剂量As离子在原胞区域注入,并选择合适温度激活形成源区,如图7;
淀积USG、BPSG、TEOS形成介质层,通过光刻和腐蚀工艺,做正面源极和栅极接触孔引出,如图8;
溅射金属(例如ALCU:铝铜合金),并利用光刻腐蚀做出源极和栅极,如图9;
在器件整体淀积钝化介质,并光刻腐蚀,除栅极和源极需要打线引出区域外,其他区域覆盖上钝化层,钝化层可根据实际需要选择是否作业。以上注入是以N型DMOS为例,P型DMOS注入类型相反。
本发明的方法通过优化工艺,把作为栅极引出的多晶硅加厚,以免栅极接触孔引出打穿多晶硅导致参数失效,从而提高产品良率与可靠性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (3)
1.一种低压高密度trench DMOS器件制造方法,其特征在于,包括:
在硅材料上淀积氧化层,刻蚀出trench阵列并去除损伤的硅表面;淀积的氧化层为TEOS材料,TEOS材料的厚度为4000-8000埃;
在trench阵列中生长栅氧化层,并淀积多晶硅栅;
刻蚀掉表面多晶硅栅同时增加过刻蚀量,保证工艺窗口;再刻蚀trench阵列之间的部分氧化层;
通过氧化层刻蚀技术,把硅表面氧化层干法刻掉,将剩余的氧化层作为注入阻挡层,trench阵列中的多晶硅栅高于硅表面3000埃,利用B离子注入工艺对硅材料实现阱注入,并通过高温推结把阱推到合适深度;
通过光刻和高剂量As离子在原胞区域注入,并激活形成源区;
依次淀积USG、BPSG、TEOS形成介质层,通过光刻和腐蚀工艺,做正面源极和栅极接触孔引出;
溅射金属并利用光刻腐蚀做出源极和栅极。
2.如权利要求1所述的低压高密度trench DMOS器件制造方法,其特征在于,刻蚀出trench阵列包括:
通过光刻和干法腐蚀工艺,先对氧化层进行刻蚀;
将氧化层作为掩蔽层,刻蚀出trench阵列。
3.如权利要求1所述的低压高密度trench DMOS器件制造方法,其特征在于,在溅射金属并利用光刻腐蚀做出源极和栅极之后,所述低压高密度trench DMOS器件制造方法还包括:
在器件整体淀积钝化介质,并光刻腐蚀,除栅极和源极需要打线引出区域外,其他区域覆盖上钝化层。
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