一种改善Trench-IGBT晶圆微形变的器件制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改善Trench

【技术实现步骤摘要】
一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法


[0001]本专利技术属于半导体集成电路制造领域，具体涉及一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法。

技术介绍

[0002]在半导体各类器件结构中，沟槽式（Trench）结构由于其特殊的通道特性和电学特征被广泛运用于各类功率器件，特别是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件，由于其独特的高压大电流的工作环境，沟槽式（Trench）结构要求较大尺寸的沟槽栅极。
[0003]随着终端客户对器件的性能要求的提升，器件所需要的沟槽愈来愈深，由此带来的沟槽式栅极的应力愈发突出；严重的应力将导致硅片形变增加，微弱的形变导致形变后的光刻层次对位发生偏差，使器件参数性能变差；严重的形变导致整个IGBT工艺流程特别光刻设备面临传送和无法真空吸附难题，甚至可能导致硅片无法流片或发生碎片事件。
[0004]现有Trench
‑
IGBT器件制备流程中，都是采用挖槽后1次生长栅氧化层和多晶硅淀积工艺来填满沟槽从而形成栅极多晶硅；完成栅极多晶硅的淀积后还需要进行高温推阱（Well Drive In）工艺，栅极多晶硅在进行推阱过程中产生体积收缩；由于多晶硅本身有很大的正应力，推阱后多晶硅的体积收缩进一步使应力进一步增加，最终会造成晶圆出现形变问题；当晶圆曲率半径变差时，会影响后续光刻层次与前面层次的对位偏移问题，甚至当曲率半径小于30米时，会导致后续工序无法正常流片。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法，改善硅片形变，解决高温推阱对栅极多晶硅应力的进一步累积，避免IGBT工艺流程中对位偏移以及光刻设备面临的传送和无法真空吸附难题。
[0006]为解决现有技术问题，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提供了一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法，包括如下步骤：在半导体衬底上进行Ring光刻/注入/退火以及场氧氧化和光刻刻蚀，形成耐压场限环；在设计好的有源区进行Pwell注入和高温推阱，形成Pwell层，然后进行Trench光刻/刻蚀，形成Trench槽形貌；生长栅氧化层和多晶硅淀积，并经过多晶光刻和刻蚀后形成栅极；进行N+光刻/注入/退火后形成发射极；进行ILD淀积隔离栅极和发射极，通过接触孔光刻和刻蚀形成接触孔；进行METAL溅射工艺，把栅极和发射极引出；进行PAD层的淀积和光刻刻蚀，得到器件。
[0007]进一步的，所述高温推阱在1150
°
下进行。
[0008]进一步的，所述栅氧化层的生长方法包括：利用炉管生长栅氧化层。
[0009]进一步的，所述炉管为垂直式炉管或水平式炉管。
[0010]进一步的，所述栅氧化层的厚度为500
‑
5000埃。
[0011]进一步的，所述多晶硅的淀积方法包括：低压化学气相淀积法。
[0012]进一步的，所述多晶硅的厚度为2000
‑
20000埃。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法，在设计好的有源区进行Pwell注入和高温推阱，形成Pwell层，然后进行Trench光刻/刻蚀，形成Trench槽形貌；将Pwell注入和高温推阱过程移到Trench光刻/刻蚀之前进行，完全避免了栅极多晶硅在进行推阱过程中产生体积收缩的问题，解决了因高温推阱使多晶硅应力增加的问题；进而使得晶圆的曲率半径得到明显提升，硅片形变问题改善显著，后续工艺能够正常进行，避免IGBT工艺流程中对位偏移以及光刻设备面临的传送和无法真空吸附难题；进一步提高了晶圆的投入产出率，经济效益显著提升。
附图说明
[0014]图1是本专利技术实施例提供的一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法的流程图。
具体实施方式
[0015]下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0016]实施例1如图1所示，本专利技术提供的一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法，包括如下步骤：在半导体衬底上进行Ring光刻/注入/退火以及场氧氧化和光刻刻蚀，形成耐压场限环，其中，Ring注入的剂量和能量必须考虑后续Pwell注入剂量和能量的补偿作用；在设计好的有源区进行Pwell注入和高温（1150
°
）推阱，形成Pwell层，然后进行Trench光刻/刻蚀，形成Trench槽形貌；利用垂直式炉管生长栅氧化层，确保得到的栅氧化层的厚度为500
‑
5000埃，采用低压化学气相淀积法进行多晶硅淀积，确保得到的多晶硅的厚度为2000
‑
20000埃，并经过多晶光刻和刻蚀后形成栅极；进行N+光刻/注入/退火后形成发射极；进行ILD淀积隔离栅极和发射极，通过接触孔光刻和刻蚀形成接触孔；进行METAL溅射工艺，把栅极和发射极引出；进行PAD层的淀积和光刻刻蚀，对器件进行保护，最终得到器件。
[0017]实施例2如图1所示，本专利技术提供的一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法，包括如下步骤：在半导体衬底上进行Ring光刻/注入/退火以及场氧氧化和光刻刻蚀，形成耐压场限环，其中，Ring注入的剂量和能量必须考虑后续Pwell注入剂量和能量的补偿作用；
在设计好的有源区进行Pwell注入和高温（1150
°
）推阱，形成Pwell层，然后进行Trench光刻/刻蚀，形成Trench槽形貌；利用水平式炉管生长栅氧化层，确保得到的栅氧化层的厚度为500
‑
5000埃，采用低压化学气相淀积法进行多晶硅淀积，确保得到的多晶硅的厚度为2000
‑
20000埃，并经过多晶光刻和刻蚀后形成栅极；进行N+光刻/注入/退火后形成发射极；进行ILD淀积隔离栅极和发射极，通过接触孔光刻和刻蚀形成接触孔；进行METAL溅射工艺，把栅极和发射极引出；进行PAD层的淀积和光刻刻蚀，对器件进行保护，最终得到器件。
[0018]以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在半导体衬底上进行Ring光刻/注入/退火以及场氧氧化和光刻刻蚀，形成耐压场限环；在设计好的有源区进行Pwell注入和高温推阱，形成Pwell层，然后进行Trench光刻/刻蚀，形成Trench槽形貌；生长栅氧化层和多晶硅淀积，并经过多晶光刻和刻蚀后形成栅极；进行N+光刻/注入/退火后形成发射极；进行ILD淀积隔离栅极和发射极，通过接触孔光刻和刻蚀形成接触孔；进行METAL溅射工艺，把栅极和发射极引出；进行PAD层的淀积和光刻刻蚀，得到器件。2.根据权利要求1所述的一种改善Trench
‑
IGBT晶圆微形变的器件制备方法，其特征在于，所述高温推阱在1150
°
下进行。3.根据权利要求1所述的一种改善Trench
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：史志扬，
申请(专利权)人：南瑞联研半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：