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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体功率器件,特别涉及一种抗辐射trench型mosfet的制造方法。
技术介绍
1、trench型mosfet是一种新型分立型功率mosfet功率器件,和双极型功率器件性能相比,具有导通损耗低,工作频率高,电压控制型器件,控制电路简单等优点,越来越受到工业界的重视。相比与平面型mosfet与普通trench工艺mosfet,trench型mosfet可实现更小的元胞尺寸和更高的电流密度,提高器件的电流能力和开关性能,特别是在中低压功率mosfet领域具有更加明显优势。
2、伴随人类对太空领域的探索,电子元器件不仅需要优良的电性能,还需要应对太空中的恶劣环境,比如γ射线,太阳风等。在太空电离辐照环境下,器件产生的辐照效应主要包括总剂量辐照效应,单粒子烧毁和单粒子栅穿,因此对器件需要进行抗辐射加固设计。
3、本次专利技术提出的抗辐射trench型mosfet在实现优良的电性能基础上,进行抗辐射加固设计,使之更好的满足太空领域的使用环境。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种抗辐射trench型mosfet的制造方法,以解决
技术介绍
中的问题。
2、为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种抗辐射trench型mosfet的制造方法,包括:
3、在硅外延片上生长第一氧化硅层,通过离子注入工艺,实现p阱注入,淀积第一氮化硅层形成外延硅-氧化硅-氮化硅三层薄膜结构;
4、通过沟槽光刻和腐蚀工艺在圆片上挖出第一
5、在圆片上再次挖出第二trench构槽,淀积一层氧化层和第二氮化硅层;
6、利用磷酸工艺拔除第一氮化硅层、第二氮化硅层和侧壁薄氧化层,保证底部氧化加厚部分被保留下来;生长栅氧化,淀积原位多晶,通过栅多晶回刻工艺刻蚀掉硅表面多晶;
7、实现源极注入并激活,做好介质ild的淀积和平坦化处理;利用孔光刻先进行第一步介质孔腐蚀和硅孔腐蚀,利用孔注入把p型杂质掺杂到深体区域,再通过热激活形成体区引出;
8、利用钨填充和研磨,实现接触孔金属引出,通过金属metal淀积,光刻和腐蚀,实现金属互联。
9、在一种实施方式中,所述第一氧化硅层的厚度为p阱注入的工艺参数为:注入b元素,能量50~120kev,剂量1e13~5e13个/cm2;所述第一氮化硅层的厚度为
10、在一种实施方式中,所述第一trench沟槽的侧壁光滑、倾斜角度在88~90°、底部半圆型形貌;所述第一trench沟槽的深度为2~6um,需要和产品实际需求相匹配;
11、完成第一trench沟槽工艺后,该方法还包括:生长一层牺牲氧化以修复干法腐蚀过程中第一trench沟槽的侧壁和底部硅表面的损伤,并对阱区进行推结,再利用湿法腐蚀拔除这层牺牲氧化层。
12、在一种实施方式中,所述牺牲氧化层的温度范围在1000~1150℃,氧化厚度为利用此高温热过程,对p阱进行推结处理,形成阱区域。
13、在一种实施方式中,所述第二trench构槽的侧壁光滑、倾斜角度在88~90°、底部半圆型形貌,深度范围在1~2um;
14、完成第二trench沟槽工艺后,该方法还包括:通过牺牲氧化和拔除工艺来修复侧壁和底部损伤,其中牺牲氧化温度范围在1000~1150°,氧化厚度为
15、在一种实施方式中,淀积一层氧化层和第二氮化硅层之后,该方法还包括:
16、利用干法腐蚀各向异常,刻蚀掉栅第一trench沟槽和第二trench沟槽底部的第二氮化硅层,侧壁和底部硅面仍保留有氮化硅;
17、再通过热氧化工艺,在栅第一trench沟槽和第二trench沟槽的底部生长氧化层,实现底部局部氧化加厚。
18、在一种实施方式中,所述实现源极注入并激活的方法为:通过n+光刻和使用离子注入,注入元素为as/p,注入能量为60~100kev,注入剂量为5e15~1e16个/cm2。
19、本专利技术提供的一种抗辐射trench型mosfet的制造方法,阱区注入需要提前到沟槽刻蚀前,利用牺牲氧化热过程实现推结;源极沟槽和栅极沟槽由于刻蚀工艺深度要求差异,需要分开处理。考虑到抗单粒子栅穿的要求,需要对栅沟槽底部氧化加厚;另外对于栅氧本身的抗总剂量要求,工艺中需要使用低温湿氧工艺作业。本专利技术通过优化工艺步骤和工艺流程,在工艺难度和制造成本增加有限的情况下,可以实现加工出具有抗辐射特性trench型mosfet产品,在商用trench型mosfet器件的基础上实现抗辐射性能加固,满足元器件在航天领域的使用环境。
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1.一种抗辐射trench型MOSFET的制造方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的抗辐射trench型MOSFET的制造方法,其特征在于,所述第一氧化硅层的厚度为P阱注入的工艺参数为:注入B元素,能量50~120Kev,剂量1E13~5E13个/cm2;所述第一氮化硅层的厚度为
3.如权利要求1所述的抗辐射trench型MOSFET的制造方法,其特征在于,所述第一trench沟槽的侧壁光滑、倾斜角度在88~90°、底部半圆型形貌;所述第一trench沟槽的深度为2~6um,需要和产品实际需求相匹配;
4.如权利要求3所述的抗辐射trench型MOSFET的制造方法,其特征在于,所述牺牲氧化层的温度范围在1000~1150℃,氧化厚度为利用此高温热过程,对P阱进行推结处理,形成阱区域。
5.如权利要求1所述的抗辐射trench型MOSFET的制造方法,其特征在于,所述第二trench构槽的侧壁光滑、倾斜角度在88~90°、底部半圆型形貌,深度范围在1~2um;
6.如权利要求1所述的抗辐射trench型MOSF
7.如权利要求1所述的抗辐射trench型MOSFET的制造方法,其特征在于,所述实现源极注入并激活的方法为:通过N+光刻和使用离子注入,注入元素为As/P,注入能量为60~100Kev,注入剂量为5E15~1E16个/cm2。
...【技术特征摘要】
1.一种抗辐射trench型mosfet的制造方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的抗辐射trench型mosfet的制造方法,其特征在于,所述第一氧化硅层的厚度为p阱注入的工艺参数为:注入b元素,能量50~120kev,剂量1e13~5e13个/cm2;所述第一氮化硅层的厚度为
3.如权利要求1所述的抗辐射trench型mosfet的制造方法,其特征在于,所述第一trench沟槽的侧壁光滑、倾斜角度在88~90°、底部半圆型形貌;所述第一trench沟槽的深度为2~6um,需要和产品实际需求相匹配;
4.如权利要求3所述的抗辐射trench型mosfet的制造方法,其特征在于,所述牺牲氧化层的温度范围...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖远宝,唐新宇,张庆东,谢儒彬,洪根深,徐政,徐海铭,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第五十八研究所,
类型:发明
国别省市:
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