功率晶体管的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种功率晶体管的制造方法，包括：在衬底上形成场氧化层；离形成终端区的P型场限环；进行场氧化层的有源区光刻与刻蚀，形成N+场氧化层掩膜；形成栅氧化层；形成多晶硅栅极；形成P阱；以所述N+场氧化层掩膜为阻挡层进行N+注入并扩散，在P阱内形成N+源区；淀积介质层；进行接触孔光刻及刻蚀，将所述N+场氧化层掩膜去除，形成N+源区的接触孔；形成正面金属层；形成钝化层；进行功率晶体管的背面工艺。本发明专利技术减少了光刻次数，从而减少了器件生产成本缩短器件生产周期，提高生产效率另外，本发明专利技术解决了传统制造中N+光刻胶掩膜可能由于去胶不净而对半导体表面造成污染的问题提高了产品的良率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种功率晶体管的制造方法。
技术介绍
功率半导体器件如VDMOS、IGBT等市场巨大。在功率半导体器件生产和销售竞争日益激烈的今天，功率半导体器件设计公司和生产企业都面临着生产高性能器件和减小生产成本的巨大压力。功率半导体器件有源区中元胞通常包括P阱注入、N+注入和P+注入这三种离子注入。其中，P阱注入通常为小剂量的硼注入(P-注入)，N+注入通常为大剂量的砷(或者磷)注入，P+注入通常为大剂量的硼注入。且一般N+注入的剂量大于P+注入的剂量，以保证N+源区的存在。在进行N+注入时，通常在有源区的多晶硅栅极之间用大量小块的N+光刻胶阻挡N+注入，使有源区中未被光刻胶阻挡的地方形成N+源区。有源区中没有N+注入的地方(光刻胶下方)，源极上接触孔收集到的电流很微弱，因此，有源区中没有N+注入的区域形成镇流电阻。镇流电阻的主要作用是防止功率器件因发生闩锁效应而使器件因电流过大而烧毁。另外，大量小块的N+光刻胶因阻挡N+注入，还有减小Idss漏电的作用。因此，有源区是由很多个元胞组成的，每个元胞包括一小段N+注入的区域、一小段N+未注入的区域、旁边的多晶、多晶下方的栅氧、以及这些区域下方的衬底和背面金属、上方的介质层、金属层和钝化层。然而，N+注入采用N+光刻胶作掩膜，本身需要增加一次光刻工序，它包括涂胶、匀胶、对位、曝光、显影、显影检验等工艺步骤，这样，增加了制造成>本，也增加了制造所需的时间，使制造速度慢，生产效率低下。另一方面N+注入用N+光刻胶作掩膜，由于N+注入后光刻胶容易变硬，且与硅片结合程度更紧，以致光刻胶难以去干净。当去胶不净时，残留的胶丝在后续的高温过程中会融化而污染半导体器件表面，使器件的击穿电压下降，并且漏电增大，常温性能和高温可靠性变差。胶丝有时镜检难以检测到，容易漏检。即使检测到胶丝了，其返工处理也会增加制造成本，使芯片的制造周期延长。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够降低成本、提高生产效率的功率晶体管的制造方法。一种功率晶体管的制造方法，所述功率晶体管包括外围的终端区和被终端区包围的有源区，所述方法包括步骤：在衬底上形成场氧化层；进行终端区场限环的光刻与刻蚀，并通过离子注入及扩散在所述衬底内形成终端区的P型场限环；进行场氧化层的有源区光刻与刻蚀，部分场氧化层被刻蚀成用于在N+注入时对离子进行阻挡的N+场氧化层掩膜；在所述衬底上形成栅氧化层；在所述栅氧化层上形成多晶硅栅极；离子注入及扩散在所述衬底内形成P阱；以所述N+场氧化层掩膜为阻挡层进行N+注入并扩散，在P阱内形成N+源区；在所述衬底、多晶硅栅极及N+场氧化层掩膜上淀积介质层；进行接触孔光刻及刻蚀，将所述N+场氧化层掩膜去除，形成所述N+源区的接触孔；向所述接触孔内填充金属，在所述介质层上形成正面金属层；在所述正面金属层上形成钝化层；进行功率晶体管的背面工艺。在其中一个实施例中，所述有源区的元胞为条形元胞结构，单胞中所述N+场氧化层掩膜和所述N+源区的接触孔位于两侧的所述多晶硅栅极之间，多个相互分离的所述N+场氧化层掩膜沿所述接触孔间隔设置。在其中一个实施例中，所述有源区的元胞为方形元胞结构，所述多晶硅栅极为方框结构、包围所述N+源区的接触孔和N+场氧化层掩膜。在其中一个实施例中，所述进行接触孔光刻及刻蚀的步骤中，单胞中所述N+场氧化层掩膜的位置位于接触孔内部。在其中一个实施例中，所述在衬底上形成场氧化层的步骤中，是采用热氧化的工艺，热氧化的温度为1000℃—1100℃，场氧化层厚度为10000埃—20000埃。在其中一个实施例中，所述在衬底上形成栅氧化层的步骤中，是采用热氧化的工艺，热氧化的温度为800℃—900℃，栅氧厚度为500埃—1200埃。在其中一个实施例中，所述离子注入及扩散在所述衬底内形成P阱的步骤中，注入剂量为1E13cm-2～1E14cm-2。在其中一个实施例中，所述以所述N+场氧化层掩膜为阻挡层进行N+注入并扩散的步骤中，注入剂量为1E15cm-2～1E16cm-2。在其中一个实施例中，所述进行接触孔光刻及刻蚀的步骤中，采用先湿法后干法的方式进行刻蚀。在其中一个实施例中，所述功率晶体管是垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。上述功率晶体管的制造方法，通过巧妙地运用场氧化层作为N+注入的掩膜，在利用场氧化层的有源区光刻/刻蚀得到N+场氧化层掩膜，减少了光刻次数，从而减少了器件生产成本。由于减少了光刻次数，本专利技术能够简化生产流程，缩短器件生产周期，从而增大产品的生产通量，提高生产效率14.3％(按原有整套工序7次光刻)～16.7％(按原有6次光刻)，从而有助于提高产量，提高产品的性价比。另外，本专利技术解决了传统制造中N+光刻胶掩膜可能由于去胶不净而对半导体表面造成污染的问题，避免器件的击穿电压BVdss、栅源漏电Igss和漏源漏电Idss的失效，提高了产品的良率和可靠性。附图说明图1为一实施例中功率晶体管有源区和终端区的示意图；图2为一实施例中功率晶体管的制造方法的流程图；图3是一实施例中步骤S170完成后功率晶体管的剖视图；图4为一实施例中条形元胞结构的功率晶体管在步骤S190完成后的俯视图；图5是一实施例中方形元胞结构的功率晶体管在步骤S190完成后的俯视图；图6是一实施例中步骤S220完成后器件的剖视图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的半导体领域词汇为本领域技术人员常用的技术词汇，例如对于P型和N型杂质，为区分掺杂浓度，简易的将P+型代表重掺杂浓度的P型，P型代表中掺杂浓度的P型，P-型代表轻掺杂浓度的P型，N+型代表重掺杂浓度的N型，N型代表中掺杂浓度的N型，N-型代表轻掺杂浓度的N型。功率晶体管可以是垂直双扩散金属氧化物半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率晶体管的制造方法，所述功率晶体管包括外围的终端区和被终端区包围的有源区，其特征在于，所述方法包括步骤：在N‑衬底上形成场氧化层；进行终端区场限环的光刻与刻蚀，并通过离子注入及扩散在所述衬底内形成终端区的P型场限环；进行场氧化层的有源区光刻与刻蚀，部分场氧化层被刻蚀成用于在N+注入时对离子进行阻挡的N+场氧化层掩膜；在所述衬底上形成栅氧化层；在所述栅氧化层上形成多晶硅栅极；离子注入及扩散在所述衬底内形成P阱；以所述N+场氧化层掩膜为阻挡层进行N+注入并扩散，在P阱内形成N+源区；在所述衬底、多晶硅栅极及N+场氧化层掩膜上淀积介质层；进行接触孔光刻及刻蚀，将所述N+场氧化层掩膜去除，形成所述N+源区的接触孔；向所述接触孔内填充金属，在所述介质层上形成正面金属层；在所述正面金属层上形成钝化层；进行功率晶体管的背面工艺。

【技术特征摘要】
1.一种功率晶体管的制造方法，所述功率晶体管包括外围的终端区和被终
端区包围的有源区，其特征在于，所述方法包括步骤：
在N-衬底上形成场氧化层；
进行终端区场限环的光刻与刻蚀，并通过离子注入及扩散在所述衬底内形
成终端区的P型场限环；
进行场氧化层的有源区光刻与刻蚀，部分场氧化层被刻蚀成用于在N+注入
时对离子进行阻挡的N+场氧化层掩膜；
在所述衬底上形成栅氧化层；
在所述栅氧化层上形成多晶硅栅极；
离子注入及扩散在所述衬底内形成P阱；
以所述N+场氧化层掩膜为阻挡层进行N+注入并扩散，在P阱内形成N+源
区；
在所述衬底、多晶硅栅极及N+场氧化层掩膜上淀积介质层；
进行接触孔光刻及刻蚀，将所述N+场氧化层掩膜去除，形成所述N+源区
的接触孔；
向所述接触孔内填充金属，在所述介质层上形成正面金属层；
在所述正面金属层上形成钝化层；
进行功率晶体管的背面工艺。
2.根据权利要求1所述的功率晶体管的制造方法，其特征在于，所述有源
区的元胞为条形元胞结构，单胞中所述N+场氧化层掩膜和所述N+源区的接触
孔位于两侧的所述多晶硅栅极之间，多个相互分离的所述N+场氧化层掩膜沿所
述接触孔间隔设置。
3.据权利要求1所述的功率晶体管的制造方法，其特征在于，所述有源区
的元胞为方形元胞结构，所述多晶硅栅极为方框结构、包围所述N+...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学会，
申请(专利权)人：深圳深爱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44