MOS器件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种MOS器件的制造方法，包括：提供一衬底，衬底中形成有源区和漏区，且在衬底上相对于源区和漏区之间的位置处形成有栅极结构；在衬底上形成电极层，引出源区、漏区及栅极结构的电极，得到相互独立的源极电极结构、漏极电极结构及栅极电极结构；在电极层上形成钝化层并进行紫外光照射处理。在形成MOS器件的钝化层时对其进行紫外光照射处理，钝化层的致密性好、剪切应力强，结构稳定，可以承受更大的热应力；此外，由于源极电极结构、漏极电极结构栅极电极结构或边缘保护环之间设有足够的距离，当钝化层产生裂缝时，就算其中一个的结构被破坏倒下，倒下的结构也不会与相邻的结构接触，MOS器件的内部结构保持正常，进一步提高了热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
MOS器件的制造方法
本专利技术涉及集成电路制造
，尤其是涉及一种MOS器件的制造方法。
技术介绍
热循环试验(ThermalCyclingTest)，也称为温度循环试验或高低温循环试验，即将试验样品暴露于预设的高低温交替的试验环境中所进行的可靠性试验。热循环试验适用于揭示评估由剪切应力所引起的″蠕变-应力释放″疲劳失效机理和可靠性，在焊点的失效分析和评价等方面应用比较广泛。这套测试方法经常使用在电子产品或塑胶零件等容易受环境温度影响或产品操作温度的产品上。在新产品设计开发阶段，将一定数量的测试品，经由热循环测试後，用来早期了解未来产品受温度变化后的弱点，以求设计品质或使用材料品质的改进。当产品在正常量产交货阶段，则采用抽样测试方式，用来监控交货品质是否有异常。而在集成电路中，在一块单晶基片上需要组装很多器件，这些器件之间需要互相布线连接，而且随着集成度的提高和特征尺寸的减小，布线密度必须增加，所以用于器件之间以及布线之间电气隔离的绝缘钝化膜是非常重要的；此外，由于半导体表面与内部结构的差异，导致表面与内部性质的不同，而其表面状况对器件的性能有重要作用，表面只要有微量的沾污，就会影响器件表面的电学性质如表面电导及表面态等。为提高器件性能的稳定性和可靠性，必须把器件与周围环境气氛隔离开来，以增强器件对外来离子沾污的阻挡能力，控制和稳定半导体表面的特征，保护器件内部的互连以及防止器件受到机械和化学损伤。为此提出了半导体器件表面钝化的要求。通常，将直接同半导体接触的介质膜通常称为第一钝化层，常用介质是热生长的二氧化硅膜。在形成金属化层以前，在第一钝化层上再生长第二钝化层，主要由磷硅玻璃、低温淀积二氧化硅或化学气相淀积氮化硅等构成，能吸收和阻挡钠离子向硅衬底扩散并使金属化层不受机械擦伤。一般的半导体器件由于表面钝化层的存在，进行要求不高的热循环试验时轻易就可以通过。然而，对于功率MOS器件特别是大功率MOS器件，由于其工作负载大、散发热量多、工作温度也就比较高，在对其进行多次较大温度变化范围的热循环试验时容易造成MOS器件结构的损坏。分析发现，这是因为热循环试验时带给MOS器件钝化层较大的热应力并结合钝化层内部不均匀的机械应力而导致钝化层产生裂缝，从而导致外部环境玷污或外力损毁了MOS器件的内部电极结构，造成了MOS器件的失效乃至于烧毁。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改善MOS器件稳定性的方法，以提高MOS器件的热稳定性从而保证MOS器件特别是功率MOS器件在高温高热的极端环境中的结构不被破坏、提高其使用寿命。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种MOS器件的制造方法，包括步骤：提供一衬底，所述衬底中形成有源区和漏区，且在所述衬底上相对于所述源区和所述漏区之间的位置处形成有栅极结构；在所述衬底上形成电极层，引出所述源区、漏区及栅极结构的电极，得到相互独立的源极电极结构、漏极电极结构及栅极电极结构；以及在所述电极层上形成钝化层并进行紫外光照射处理。可选的，所述衬底上还形成有边缘保护环，所述源极电极结构、漏极电极结构、栅极电极结构以及边缘保护环相互之间的距离小于等于设定值，使得其中一个结构被破坏时不会与相邻的结构接触。可选的，所述设定值的取值包括32微米至40微米。可选的，在所述衬底上形成所述电极层之前，先在所述衬底上形成金属阻挡层。可选的，所述金属阻挡层为钛层和/或氮化钛层。可选的，采用多层金属互连技术在所述衬底上形成所述电极层。可选的，在形成所述电极层之后，在形成所述钝化层之前，所述MOS器件的制造方法还包括步骤：在所述衬底上形成过渡层，所述过渡层覆盖所述电极层及所述衬底。可选的，所述过渡层包括二氧化硅薄膜，所述钝化层包括氮化硅薄膜。可选的，所述二氧化硅薄膜由正硅酸乙酯分解形成。可选的，在形成所述钝化层之后，所述MOS器件的制造方法还包括步骤：刻蚀所述钝化层，漏出所述源极电极结构、漏极电极结构及栅极电极结构的顶部；在所述源极电极结构、漏极电极结构及栅极电极结构的顶部形成金属焊盘。本专利技术在形成钝化层的同时进行紫外光照射处理，使得钝化层的密度增大、剪切应力增强，钝化层的结构更稳定，可以承受更大的热应力，增强了MOS器件的热稳定性。此外，就算在高温高热的恶劣环境中MOS器件的钝化层产生了裂缝，由于源极电极结构、漏极电极结构、栅极电极结构或边缘保护环之间有足够的距离，就算是外部环境压力挤压电极结构或边缘保护环时，倾斜倒下的电极结构或边缘保护环也不会与相邻的电极结构或边缘保护环接触，即MOS器件的内部电极结构还基本保持正常，可以正常工作，从而进一步提高了MOS器件的热稳定性。附图说明图1为本专利技术的MOS器件的制造方法的步骤流程示意图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术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、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如前面在
技术介绍
中所提及的，专利技术人在研究了大量功率MOS器件的热循环试验之后，发现：多次热循环试验失败的根源是功率MOS器件的钝化层被破坏。这是因为常用作钝化层的氮化硅材料在MOS器件衬底台阶上的覆盖能力较差，在高温高热环境时会因为表面台阶过高而出现裂缝甚至断裂的情况。由于MOS器件表面最终淀积形成的钝化层会覆盖在有源区金属层上，而金属的热膨胀系数要远高于氮/二氧化硅层，在高温环境中金属层和钝化层不同的膨胀系数会导致器件高温工作时因为层次间应力差距过大，严重时钝化层出现开裂使漏电增大，会最终导致MOS器件失效；钝化层出现裂缝后，外部环境或外部压力还可能会玷污或挤压MOS器件的内部电极结构，造成MOS器件电极短路或断路。基于此，本专利技术从两个方面着手对MOS器件的结构进行优化：首先，在工艺上对钝化层的淀积形成方法进行改进；其次，增大金属化时MOS器件的各个金属电极或边缘保护环结构之间的横向距离。通过这两方面的改进措施来提高MOS器件在高温下的稳定性、可靠性，其中，重点在钝化层的淀积工艺上进行改进。如图1所示，为本专利技术提出的MOS器件的制造方法的步骤示意图，该方法包括以下步骤：S1、提供一衬底，所述衬底中形成有源区和漏区，且在所述衬底上相对于所述源区和所述漏区之间的位置处形成有栅极结构；S2、在所述衬底上形成电极层，引出所述源区、漏区及栅极结构的电极，得到相互独立的源极电极结构、漏极电极结构及栅极电极结构；以及S3、在所述电极层上形成钝化层并进行紫外光照射处理。在本专利技术的MOS器件的制造方法中，在形成钝化层的同时进行紫外光照射处理，使得钝化层的密度增大、剪切应力增强，钝化层的结构更稳定，可以承受更大的热应力，增强了MOS器件的热稳定性。此外，还能适当增大钝化层的厚度，进一步加强钝化层的热应力承受能力。进一步的，所述衬底上还形成有边缘保护环，所述源极电极结构、漏极电极结构、栅极电极结构以及边缘保护环相互之间的距离小于等于设定值，使得其中一个结构被破坏时不会与相邻的结构接触。其中，所述设定值的取值包括32微米至40微米，可视具体的半导体结构而定。就算在高温高热的恶劣环境中MOS器件的钝化层产生了裂缝，由于所述源极电极结构、漏极电极结构、栅极电极结构或边缘保护环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MOS器件的制造方法，其特征在于，包括步骤：提供一衬底，所述衬底中形成有源区和漏区，且在所述衬底上相对于所述源区和所述漏区之间的位置处形成有栅极结构；在所述衬底上形成电极层，引出所述源区、漏区及栅极结构的电极，得到相互独立的源极电极结构、漏极电极结构及栅极电极结构；以及在所述电极层上形成钝化层并进行紫外光照射处理。

【技术特征摘要】
1.一种MOS器件的制造方法，其特征在于，包括步骤：提供一衬底，所述衬底中形成有源区和漏区，且在所述衬底上相对于所述源区和所述漏区之间的位置处形成有栅极结构；在所述衬底上形成电极层，引出所述源区、漏区及栅极结构的电极，得到相互独立的源极电极结构、漏极电极结构及栅极电极结构；以及在所述电极层上形成钝化层并进行紫外光照射处理。2.如权利要求1所述的MOS器件的制造方法，其特征在于，所述衬底上还形成有边缘保护环，所述源极电极结构、漏极电极结构、栅极电极结构以及边缘保护环相互之间的距离小于等于设定值，使得其中一个结构被破坏时不会与相邻的结构接触。3.如权利要求2所述的MOS器件的制造方法，其特征在于，所述设定值的取值包括32微米至40微米。4.如权利要求1所述的MOS器件的制造方法，其特征在于，在所述衬底上形成所述电极层之前，先在所述衬底上形成金属阻挡层。5.如权利要求4所述的MOS器件的制造方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀莹，刘宇，王鹏，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31