The invention relates to a manufacturing method of a small capacitance radiation resistant VDMOS chip, wherein the gate oxygen in the inversion zone and the drift zone is formed by different process techniques. The gate oxygen in the inversion region is formed by the high temperature oxidation process. The gate oxygen in the drift zone is formed by trench backfill technology. The gate oxygen thickness of the drift region can be adjusted by adjusting the groove depth. Thus, the device has two gate oxygen thicknesses, the gate oxygen of the reverse zone is thin, and the gate oxygen thickness in the drift region. The thin gate oxygen in the inversion region can reduce the effect of the total dose radiation on the device performance parameters. At the same time, the thick gate oxygen in the drift region can reduce the electric field intensity in the gate oxygen, which makes the device not easy to appear the breakdown of the gate dielectric. In addition, the thick gate oxygen in the drift region increases the distance between the polysilicon and the drain, which helps to reduce the gate leakage capacitance and improve the switching characteristics of the device. The method of the invention is compatible with the manufacturing technique of the traditional VDMOS chip, and the processing step is simple, and can be used for manufacturing a VDMOS chip with high reliability and high efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种小电容抗辐照VDMOS芯片的制造方法
本专利技术涉及一种小电容抗辐照VDMOS芯片的制造方法,属于半导体器件制造领域。
技术介绍
功率VDMOS场效应晶体管是上世纪八十年代迅速发展起来的新型功率器件。由于它具有开关速度快、输入电阻高、频率特性好、驱动能力高、跨导线性度高等优点,广泛应用在各种电子设备中。VDMOS器件的电流垂直器件表面流动,它是由许多相同的单元器件并联组成。为了实现电力电子设备的高效率、高可靠性,器件必须要具有越来越快的开关速度、越来越高的可靠性。VDMOS器件中的栅漏电容会延长器件的开启时间,降低器件和/或系统的效率。多晶硅栅与漏极之间的覆盖区域产生的电容是整个栅漏电容的重要组成部分,因此栅介质厚度决定了栅漏电容的大小。为了减小栅漏电容,需要尽可能的增大器件栅介质的厚度。此外,工作在空间系统中的电子器件,还会受到空间中大量的带电粒子及宇宙射线的影响,引发总剂量效应(TID)及单粒子栅穿效应(SEGR),使器件的参数及性能发生退化或失效。总剂量效应是器件在长时间辐照下,引起栅氧中积累正电荷,引起器件的阈值电压漂移、击穿电压降低等。减薄栅氧厚度,可以减少辐照时栅氧中积累的正电荷,降低辐照的影响。单粒子栅穿效应是由单个高能入射粒子引起,高能粒子入射到硅中,激发电子-空穴对,然后在栅氧下的半导体表面积累,在栅氧中形成电场,当电场强度超过SiO2介质的临界击穿电场时,就会引起栅介质击穿。提高器件的抗单粒子栅穿能力,需要器件具有较厚的栅氧,栅介质越厚,介质中电场强度越小,越不容易发生栅介质击穿效应。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:提供一种 ...
【技术保护点】
一种小电容抗辐照VDMOS芯片的制造方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一:选取硅外延片,清洗处理后进行高温氧化,在硅片表面形成二氧化硅介质层(3),继续在硅片正面淀积一层氮化硅介质层(4),光刻形成沟槽刻蚀窗口,通过各向异性刻蚀的方法在硅片正面形成沟槽(5);步骤二:在步骤一形成的带有沟槽的硅片正面淀积绝缘介质进行沟槽回填,然后通过表面平坦化去除沟槽区以外的绝缘介质,形成漂移区绝缘介质槽(6);步骤三:对带有漂移区绝缘介质槽(6)的硅片正面进行P阱区光刻,接着进行硼离子注入,高温推进形成P阱区(7);步骤四:对经过步骤三处理后的硅片正面进行源区光刻,然后注入高剂量砷离子,并进行高温退火将砷离子激活,形成重掺杂N+源区(8);步骤五:对经过步骤四处理后的硅片进行热氧化,在其表面形成一层二氧化硅栅氧化层(9);步骤六:对带有二氧化硅栅氧化层(9)的硅片正面淀积一层多晶硅,然后进行三氯氧磷扩散,接着进行多晶硅栅光刻,最后通过干法刻蚀工艺形成多晶硅栅(10);步骤七:在步骤六得到的硅片正面淀积一层二氧化硅介质层,然后通过光刻、刻蚀形成接触孔;步骤八:进行正面金属化及背面金属化,完成小电容抗辐照 ...
【技术特征摘要】
1.一种小电容抗辐照VDMOS芯片的制造方法,其特征在于包括以下步骤:步骤一:选取硅外延片,清洗处理后进行高温氧化,在硅片表面形成二氧化硅介质层(3),继续在硅片正面淀积一层氮化硅介质层(4),光刻形成沟槽刻蚀窗口,通过各向异性刻蚀的方法在硅片正面形成沟槽(5);步骤二:在步骤一形成的带有沟槽的硅片正面淀积绝缘介质进行沟槽回填,然后通过表面平坦化去除沟槽区以外的绝缘介质,形成漂移区绝缘介质槽(6);步骤三:对带有漂移区绝缘介质槽(6)的硅片正面进行P阱区光刻,接着进行硼离子注入,高温推进形成P阱区(7);步骤四:对经过步骤三处理后的硅片正面进行源区光刻,然后注入高剂量砷离子,并进行高温退火将砷离子激活,形成重掺杂N+源区(8);步骤五:对经过步骤四处理后的硅片进行热氧化,在其表面形成一层二氧化硅栅氧化层(9);步骤六:对带有二氧化硅栅氧化层(9)的硅片正面淀积一层多晶硅,然后进行三氯氧磷扩散,接着进行多晶硅栅光刻,最后通过干法刻蚀工艺形成多晶硅栅(10);步骤七:在步骤六得到的硅片正面淀积一层二氧化硅介质层,然后通过光刻、刻蚀形成接触孔;步骤八:进行正面金属化及背面金属化,完成小电容抗辐照VDMOS芯片制造。2.根据权利要求1所述的一种小电容抗辐照VDMOS芯片的制造方法,其特征在于:所述步骤一中硅外延片为N型硅单晶片,外延层厚度为10-50μm,电阻率为5-10Ω·cm,沟槽(5)深度为3.根据权利要求1所述的一种小电容抗辐照VDMO...
【专利技术属性】
技术研发人员:张文敏,王传敏,殷丽,赵昕,王成杰,吴立成,
申请(专利权)人:北京时代民芯科技有限公司,北京微电子技术研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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