一种槽栅型MOSFET模组的制造方法及其结构技术

本发明专利技术公开了一种槽栅型MOSFET模组的制造方法及其结构，所述方法包括：刻蚀晶圆的第一表面形成多个沟槽结构；在沟槽结构中形成栅极；在第一表面沉积第二氧化层，刻蚀第二氧化层填充后形成栅极接触及源极接触；刻蚀所述晶圆的第二表面，形成多个横纵交错的第一凹槽与第一凸台，使得每一所述沟槽结构位于每一所述第一凸台内；刻蚀支架的功能面制备多个第二凹槽与多个第二凸台；将第一凸台粘接于第二凹槽内，使得第一凹槽与第二凸台对应设置；在晶圆的第二氧化层形成漏极接触；分别在栅极接触、源极接触及漏极接触表面形成表面金属层，并在所述表面金属层之间沉积形成保护层；沿切割道切割形成所述槽栅型MOSFET模组。切割形成所述槽栅型MOSFET模组。切割形成所述槽栅型MOSFET模组。

【技术实现步骤摘要】
一种槽栅型MOSFET模组的制造方法及其结构


[0001]本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种槽栅型MOSFET模组的制造方法及其结构。

技术介绍

[0002]随着电子产品的薄化、小体积的发展趋势，表贴型MOSFET模组也获得广泛的发展与应用，传统塑封MOSFET表贴模组，通过电界面材料将MOSFET芯片固定在支架后，进行模塑成型，存在体积大，厚度高及不易散热的问题，由于需要额外的引线来实现MOSFET芯片的栅极、源极与表贴支架金属引脚的电气互连，会产生寄生电感，影响应用效果；同时MOSFET芯片数量的灵活调整也受到限制，现有技术如果需要多颗MOSFET芯片的并联使用，需要提供更大的表贴支架和更多的引线才可完成模组的制备。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术通过槽栅型MOSFET芯片结构和对应支架结构的匹配性设计，来解决现有技术中表贴模组存在体积大，厚度高、不易散热及寄生电感产生等问题，得到的槽栅型MOSFET模组中至少包括一个具有完整电性功能的单元结构，可以实现多个单元结构的并联使用，漏极通过导电金属层设计引出至模组表面便于应用贴合，同时芯片五面设计的导电金属层可以实现更大电流的传导及多个单元结构灵活连接，支架从现有技术中的塑封料设计为高导热绝缘型陶瓷材料，模组的机械性能、热学性能、可靠性均有提高。
[0004]为实现上述目的，本专利技术主要采用以下技术方案：
[0005]本申请实施例提供一种槽栅型MOSFET模组的制造方法，所述方法包括：提供一晶圆，采用光刻版刻蚀所述晶圆的第一表面形成多个沟槽结构；在所述沟槽结构表面沉积第一氧化层，在所述沟槽结构底部、靠近所述晶圆的第二表面处进行离子注入，形成离子注入区；在所述沟槽结构中进行注入与推结，以在所述沟槽结构内形成栅极；在所述第一表面沉积第二氧化层，刻蚀所述第二氧化层至所述栅极处，填充后形成栅极接触；刻蚀所述第二氧化层至所述栅极两侧的晶圆处，填充后形成源极接触；刻蚀所述晶圆的第二表面，形成多个横纵交错的第一凹槽，所述第一凹槽在所述晶圆隔离出多个第一凸台，使得每一所述沟槽结构位于每一所述第一凸台内；提供一支架，刻蚀所述支架的功能面制备多个第二凹槽，所述多个第二凹槽之间形成多个第二凸台；在所述支架的功能面表面形成导电金属层，所述导电金属层连续覆盖所述第二凹槽、所述第二凸台及所述第二凹槽的侧面；间隔刻蚀所述第二凸台处的导电金属层，以形成导电金属层开口；将所述第一凸台粘接于所述第二凹槽内的导电金属层上，使得所述第一凹槽与所述第二凸台对应设置；刻蚀所述晶圆的第二氧化层至位于所述第二凸台处的导电金属层，填充后形成漏极接触；分别在所述栅极接触、所述源极接触及所述漏极接触表面间隔形成表面金属层，并在所述表面金属层之间沉积形成保护层；沿每一导电金属层开口确定的切割道进行切割形成所述槽栅型MOSFET模组。
[0006]优选地，所述在所述支架的功能面表面形成导电金属层，包括：在所述支架的第二凹槽的表面、第二凹槽的侧面及第二凸台的表面淀积形成连续的第一绝缘层；在所述第一
绝缘层表面沉积形成导电金属层，间隔刻蚀所述第二凸台处的导电金属层，以在所述第二凸台处间隔形成导电金属层开口；在所述第二凹槽的侧面及所述第二凸台的表面上的导电金属层之上，沉积第二绝缘层；其中，所述第二绝缘层覆盖所述导电金属层开口。
[0007]优选地，所述将所述第一凸台粘接于所述第二凹槽内的导电金属层上，使得所述第一凹槽与所述第二凸台对应设置，包括：对所述晶圆的第二表面进行金属化处理，以在每一所述第一凸台表面形成漏极金属层；在所述支架中的导电金属层表面形成电介质材料层；将所述第一凸台表面的漏极金属层通过所述电介质材料层粘接于所述导电金属层上，使得所述第一凹槽与所述第二凸台对应设置。
[0008]优选地，所述晶圆的厚度为30～75μm。
[0009]优选地，所述导电金属层及所述漏极金属层的材料为Ti，Ag，Ni，Sn，Cu，Al，Au中的至少一种；和/或所述第一绝缘层及所述第二绝缘层的材料为Si3N4，USG，BPSG，SiO2中的至少一种。
[0010]优选地，所述电介质材料层的材料为银胶、锡膏、共晶焊料中的至少一种。
[0011]优选地，所述保护层为聚酰亚胺保护层。
[0012]优选地，所述支架的材料为AlN、Si3N4、SiC、BN中的至少一种。
[0013]优选地，在所述承载体中，所述第一凹槽与所述第一凸台之间的夹角范围为85
°
～89
°
。
[0014]本申请实施例提供一种槽栅型MOSFET模组的结构，所述槽栅型MOSFET模组结构中至少包括一个单元结构，所述一个单元结构中包括：支架，所述支架的功能面内具有两个相互平行的第二凹槽，及位于所述第二凹槽两侧的第二凸台；所述支架的功能面表面依次设置有第一绝缘层及导电金属层，在位于所述单元结构两侧的第二凸台处具有导电金属层开口；在所述第二凹槽的侧面及第二凸台的表面设置有第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述导电金属层开口设置；晶圆，所述晶圆的第二表面内具有两个相互平行的第一凸台，及位于所述第一凸台两侧的第一凹槽，在所述第一凸台的表面设置有漏极金属层，且所述第一凸台与所述第二凹槽一一对应设置，使得所述漏极金属层通过电介质材料层与所述导电金属层粘接贴合；沟槽结构，所述沟槽结构开设于每一所述第一凸台内，所述沟槽结构的表面设置有第一氧化层；栅极，形成于所述沟槽结构中；在所述晶圆的第一表面上设置有第二氧化层；离子注入区，设置于所述沟槽结构底部、靠近所述晶圆的第二表面处；栅极接触，设置于所述晶圆的第一表面上，并连接于所述栅极；源极接触，设置于所述晶圆的第一表面上，所述栅极两侧处；漏极接触，形成于所述晶圆的第一表面上、所述每一第二凸台处，并连接于所述漏极金属层；表面金属层，间隔形成于所述第二氧化层表面上且对应覆盖所述栅极接触、所述源极接触及所述漏极接触的表面；保护层，间隔形成于所述第二氧化层表面上，与所述表面金属层接触并暴露部分所述表面金属层设置。
[0015]与现有技术相比，本专利技术可以根据应用需求实现任意数量槽栅型MOSFET模组的单元结构在晶圆级别尺寸上的连接，并通过漏极导电金属层将漏极引出至模组表面，漏极导电金属层存在于MOSFET晶圆的侧面和底部，可以实现大电流应用，且电流传输能力增加也更加均匀，不会存在热量集中效应。由于漏极接触孔设计在切割道中没有额外占用有源区面积，因此模组的导通电阻也得到了保证，模组的源极、栅极、漏极均通过贴片工艺实现电气连接，避免了传统技术中的引线连接带来的寄生电感增加问题。晶圆与支架通过凹槽
‑
凸
台的匹配性及内部绝缘介质层和导电金属层的设计，可以实现稳定的槽栅型MOSFET模组固定，也可以进一步减薄芯片厚度来降低导通电阻，同时支架采用高导热、电绝缘的无机材料，提高模组的机械强度、可靠性和散热性能。
附图说明
[0016]图1为本申请实施例提供的槽栅型MOSFET模组的制造方法的流程示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种槽栅型MOSFET模组的制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供一晶圆，采用光刻版刻蚀所述晶圆的第一表面形成多个沟槽结构；在所述沟槽结构表面沉积第一氧化层，在所述沟槽结构底部、靠近所述晶圆的第二表面处进行离子注入，形成离子注入区；在所述沟槽结构中进行注入与推结，以在所述沟槽结构内形成栅极；在所述第一表面沉积第二氧化层，刻蚀所述第二氧化层至所述栅极处，填充后形成栅极接触；刻蚀所述第二氧化层至所述栅极两侧的晶圆处，填充后形成源极接触；刻蚀所述晶圆的第二表面，形成多个横纵交错的第一凹槽，所述第一凹槽在所述晶圆隔离出多个第一凸台，使得每一所述沟槽结构位于每一所述第一凸台内；提供一支架，刻蚀所述支架的功能面制备多个第二凹槽，所述多个第二凹槽之间形成多个第二凸台；在所述支架的功能面表面形成导电金属层，所述导电金属层连续覆盖所述第二凹槽、所述第二凸台及所述第二凹槽的侧面；间隔刻蚀所述第二凸台处的导电金属层，以形成导电金属层开口；将所述第一凸台粘接于所述第二凹槽内的导电金属层上，使得所述第一凹槽与所述第二凸台对应设置；刻蚀所述晶圆的第二氧化层至位于所述第二凸台处的导电金属层，填充后形成漏极接触；分别在所述栅极接触、所述源极接触及所述漏极接触表面间隔形成表面金属层，并在所述表面金属层之间沉积形成保护层；沿每一导电金属层开口确定的切割道进行切割形成所述槽栅型MOSFET模组。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述支架的功能面表面形成导电金属层，包括：在所述支架的第二凹槽的表面、第二凹槽的侧面及第二凸台的表面淀积形成连续的第一绝缘层；在所述第一绝缘层表面沉积形成导电金属层，间隔刻蚀所述第二凸台处的导电金属层，以在所述第二凸台处间隔形成导电金属层开口；在所述第二凹槽的侧面及所述第二凸台的表面上的导电金属层之上，沉积第二绝缘层；其中，所述第二绝缘层覆盖所述导电金属层开口。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第一凸台粘接于所述第二凹槽内的导电金属层上，使得所述第一凹槽与所述第二凸台对应设置，包括：对所述晶圆的第二表面进行金属化处理，以在每一所述第一凸台表面形成漏极金属层；在所述支架中的导电金属层表面形成电介质材料层；将所述第一凸台表面的漏极金属层通过所述电介质材料层粘接于所述导电金属层上，使得所述第一凹槽与所述第二凸台对应设置。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国江，卓宁泽，
申请(专利权)人：江苏长晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：