降低VDMOS恢复时间的工艺方法及其VDMOS半导体器件技术

本发明专利技术提供了一种降低VDMOS恢复时间的工艺方法及其VDMOS半导体器件，涉及半导体器件制造技术领域，所述降低VDMOS恢复时间的工艺方法包括对接触孔刻蚀后的硅片依次进行减薄、背面注入、高温烘焙和金属溅射处理，解决了传统工艺方法因掺杂的重金属外逸导致半导体器件制造成本过高的技术问题，本发明专利技术提供的降低VDMOS恢复时间的工艺方法不仅节省了设备采购费用，降低了半导体器件的制造成本，而且降低了VDMOS的恢复时间、零栅压漏极电流、外延片的电阻率及外延层厚度，同时也减少了外延材料的采购成本，应用前景广泛。

Process Method for Reducing VDMOS Recovery Time and VDMOS Semiconductor Devices

The invention provides a process method for reducing the recovery time of VDMOS and a VDMOS semiconductor device, which relates to the field of semiconductor device manufacturing technology. The process method for reducing the recovery time of VDMOS includes successively thinning, back injection, high temperature baking and metal sputtering treatment of silicon wafers etched by contact holes, and solves the problem that half of the traditional process method is caused by the exogenous doping of heavy metals. The process method of reducing the recovery time of VDMOS provided by the invention not only saves the purchase cost of equipment and reduces the manufacturing cost of semiconductor devices, but also reduces the recovery time of VDMOS, zero gate voltage leakage current, resistivity of epitaxy sheet and thickness of epitaxy layer, and also reduces the purchase cost of epitaxy materials, which has wide application prospects. Pan.

【技术实现步骤摘要】
降低VDMOS恢复时间的工艺方法及其VDMOS半导体器件
本专利技术涉及半导体器件制造
，尤其是涉及一种降低VDMOS恢复时间的工艺方法及其VDMOS半导体器件。
技术介绍
半导体器件制造
中降低VDMOS恢复时间的工艺方法，主要包括电子辐照技术和重金属掺杂技术等几种，重金属掺杂则是一种常用措施。重金属掺杂的技术措施是在硅片表面溅射一层金属作为掺杂源，进入半导体内部形成复合中心，从而减少硅PN结内少数载流子寿命，缩短存储时间，提高开关速度。由于重金属杂质原子在半导体中具有较强的扩散能力，会造成VDMOS器件电参数不良，为了防止因后续的高温工步如合金、烘培工艺等导致铂的外逸，从而致使炉管、注入机、匀胶机等设备被污染，在生产过程中引起交叉沾污，因此必须单独采购整套的注入机、卧式扩散炉、光刻机、匀胶机等生产设备，与常规设备隔离使用，包括工夹器具等都不能混用，从而导致半导体器件的制造成本升高。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种降低VDMOS恢复时间的工艺方法，解决了传统工艺方法因掺杂的重金属外逸导致半导体器件制造成本过高的技术问题。本专利技术提供的降低VDMOS恢复时间的工艺方法，包括对接触孔刻蚀后的硅片依次进行减薄、背面注入、高温烘焙和金属溅射处理。进一步的，所述减薄步骤中，对接触孔刻蚀后的硅片进行减薄处理，减薄后的硅片厚度为350-450μm，优选为400μm。进一步的，所述背面注入步骤中，将离子注入减薄后的硅片中，其中，注入的离子选自硼离子、磷离子或砷离子中的至少一种，优选为磷离子。进一步的，所述背面注入步骤中，所述磷离子的注入剂量为1.5×1015/cm2-2.5×1015/cm2，优选为2×1015/cm2。进一步的，所述高温烘焙步骤中，烘焙的温度为850-1200℃。进一步的，所述金属溅射步骤中，所采用的金属为铂和/或金，优选为铂。进一步的，还包括设置于金属溅射步骤之后的金属去除步骤；优选地，所述金属去除步骤中，金属去除的方法为将硅片置于60-80℃的王水中20-30min；优选地，金属去除的方法为将硅片置于70℃的王水中25min。进一步的，还包括设置于金属去除步骤之后的退火步骤；优选地，所述退火步骤中，退火的温度为750-1000℃，优选为900℃；和/或，退火的时间为20-70min，优选为30min。进一步的，还包括设置于退火步骤之后的铝蒸镀步骤；优选地，所述铝蒸镀步骤中，在退火后的硅片上蒸镀铝层，其中，铝层的厚度为2-4μm，优选为3μm；优选地，还包括设置于铝蒸镀步骤之后的光刻步骤；优选地，在光刻步骤中对铝层进行曝光，其中，曝光时间为200-300ms，优选为260ms。本专利技术的第二目的在于提供一种VDMOS半导体器件，根据本专利技术提供的降低VDMOS恢复时间的工艺方法制备得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的降低VDMOS半导体器件恢复时间的工艺方法不仅节省了设备采购费用，降低了半导体器件的制造成本，而且降低了VDMOS的恢复时间、零栅压漏极电流、外延片的电阻率及外延层厚度，同时也减少了外延材料的采购成本，应用前景广泛。本专利技术提供的VDMOS半导体器件的恢复时间短，零栅压漏极电流小，成本较低，应用前景广泛。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种降低VDMOS恢复时间的工艺方法，对接触孔刻蚀后的硅片依次进行减薄、背面注入、高温烘焙和金属溅射处理。本专利技术提供的降低VDMOS半导体器件恢复时间的工艺方法不仅节省了设备采购费用，降低了半导体器件的制造成本，而且降低了VDMOS的恢复时间、零栅压漏极电流、外延片的电阻率及外延层厚度，同时也减少了外延材料的采购成本，应用前景广泛。在本专利技术中，VDMOS为垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管，是一种常用的半导体器件。接触孔刻蚀是指将引线孔用刻蚀的方法形成沟槽，便于金属填充；减薄是指将硅片厚度降低至本专利技术提供的范围内，磨头规格为320目和600目；背面注入是指用注入的方法进行离子掺杂，达到改善接触电阻的目的；高温烘培是指通过高温的方式将背面掺杂的离子推进到半导体的体内；金属溅射是指用溅射的方式在硅片表面形成金属层。在本专利技术中，在完成接触孔刻蚀工艺步骤之后，先将硅片减薄至所需厚度，并进行背面注入、高温烘培等工艺，再使用溅射工艺在硅片表面形成金属掺杂源，通过特定的退火工艺使金属进入硅中，形成复合中心，从而减少硅PN结内少数载流子寿命，缩短存储时间，提高开关速度。由于本专利技术首先使用现有设备进行减薄、注入、高温烘培等工艺步骤，然后才是金属掺杂工步，因此，在金属掺杂工步之后不存在高温工步，所掺入的重金属不会外逸，从而避免了对注入机、炉管的污染以及在另外的工序中引起的交叉沾污，不必再重新购买整套的注入机、卧式扩散炉、光刻机、匀胶机等多种生产设备，从而节省了设备采购费用，降低了半导体器件的制造成本。在本专利技术的一种优选实施方式中，减薄步骤中，对接触孔刻蚀后的硅片进行减薄处理，减薄后的硅片厚度为350-450μm。在本专利技术中，减薄后的硅片的典型但非限制性的厚度为350、360、370、380、390、400、410、420、430、440或450μm。通过对减薄后的硅片厚度进行控制，可以制备得到性能更加优异的VDMOS半导体器件。减薄后的硅片厚度在350-450μm范围内，VDMOS半导体器件的性能较好。在本专利技术的进一步优选实施方式中，减薄后的硅片厚度为400μm。通过对减薄后的硅片厚度的更进一步调整和优化，使得到的VDMOS半导体器件的性能更好。在本专利技术的一种优选实施方式中，背面注入步骤中，将离子注入减薄后的硅片中，其中，注入的离子选自硼离子、磷离子或砷离子中的至少一种，或者本领域技术人员熟知的与上述作用类似的其他离子。在本专利技术的进一步优选实施方式中，背面注入步骤中，将离子注入减薄后的硅片中，其中，注入的离子为磷离子。在本专利技术的一种优选实施方式中，磷离子的注入剂量为1.5×1015/cm2-2.5×1015/cm2。在本专利技术中，磷离子的典型但非限制性的注入剂量为1.5×1015/cm2、1.6×1015/cm2、1.7×1015/cm2、1.8×1015/cm2、1.9×1015/cm2、2×1015/cm2、2.1×1015/cm2、2.2×1015/cm2、2.3×1015/cm2、2.4×1015/cm2或2.5×1015/cm2。通过对磷离子的注入剂量的质量比进行控制，可以制备得到性能更加优异的VDMOS半导体器件。磷离子的注入剂量在1.5×1015/cm2-2.5×1015/cm2范围内，VDMOS半导体器件的性能较好。在本专利技术的进一步优选实施方式中，磷离子的注入剂量为2×1015/cm2。通过对磷离子的注入剂量的质量比的更进一步调整和优化，使得到的VDMOS半导体器件的性能更好。在本专利技术的一种优选实施方式中，高温烘焙步骤中，烘焙的温度为850-1200℃。在本专利技术中，烘焙的典型但非限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低VDMOS恢复时间的工艺方法，其特征在于，包括对接触孔刻蚀后的硅片依次进行减薄、背面注入、高温烘焙和金属溅射处理。

【技术特征摘要】
1.一种降低VDMOS恢复时间的工艺方法，其特征在于，包括对接触孔刻蚀后的硅片依次进行减薄、背面注入、高温烘焙和金属溅射处理。2.根据权利要求1所述的降低VDMOS恢复时间的工艺方法，其特征在于，所述减薄步骤中，对接触孔刻蚀后的硅片进行减薄处理，减薄后的硅片厚度为350-450μm，优选为400μm。3.根据权利要求1所述的降低VDMOS恢复时间的工艺方法，其特征在于，所述背面注入步骤中，将离子注入减薄后的硅片中，其中，注入的离子选自硼离子、磷离子或砷离子中的至少一种，优选为磷离子。4.根据权利要求3所述的降低VDMOS恢复时间的工艺方法，其特征在于，所述磷离子的注入剂量为1.5×1015/cm2-2.5×1015/cm2，优选为2×1015/cm2。5.根据权利要求1所述的降低VDMOS恢复时间的工艺方法，其特征在于，所述高温烘焙步骤中，烘焙的温度为850-1200℃。6.根据权利要求1所述的降低VDMOS恢复时间的工艺方法，其特征在于，所述金属溅射步骤中，所采用的金属为铂和/或金，优选为铂。7.根据权利要求1所述的降...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，杨寿国，高宏伟，张永利，孔维东，
申请(专利权)人：吉林华微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22