功率器件中斜坡场板结构的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种功率器件中斜坡场板结构的制备方法，包括以下步骤：(1)在一需制备斜坡场板结构的硅片上生长场氧化层；(2)第一次光刻，初次定义有源区和终端区；(3)第一次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；(4)第二次光刻，最终定义有源区和终端区；(5)第二次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；(6)多晶硅或金属铝的淀积；(7)经由光刻和刻蚀的方法,形成由第二次湿法刻蚀后的场氧化层和多晶硅或金属组成的斜坡场板结构。本发明专利技术方法可以形成较小坡度的斜坡场板结构，在提高器件的击穿电压的同时又可以防止传统工艺中光刻胶漂胶的问题。

【技术实现步骤摘要】
功率器件中斜坡场板结构的制备方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造工艺，尤其涉及一种功率器件中斜坡场板结构的制备方法。
技术介绍
在一些常见的功率器件中，在PN结的主结弯曲处，由于曲率半径较小，导致电场容易在此处集中，容易被击穿，从而使PN结弯曲处的击穿电压小于器件其他区域的电压，进而最终影响器件的整体击穿电压。业界通常采用场限环技术、表面变掺杂技术、轻掺杂技术和场板技术来解决这个问题，其中场板技术主要是通过改变表面电场分布，使PN主结处的部分电场不再集中在主结弯曲处，减少了主结处的电场集中度，进而提高器件的整体击穿电压。同时，为了降低场板外边界处由于空间电荷积累而引起的尖峰电场，通常会将场板的介质层(也即场氧化层)做成斜坡状，形成斜坡场板，这个斜坡的坡度越小，降低尖峰电场的作用就越明显，器件的击穿电压就能进一步提高。为了制备上述斜坡场板结构，业界常用的方法是：(1)光刻定义有源区和终端区，(2)湿法刻蚀场氧化层，(3)多晶硅或金属的淀积及刻蚀。这种方法利用湿法刻蚀场氧化层的横向刻蚀特性，来获得斜坡场氧化层，进而获得斜坡场板结构，而为了获得坡度较小的场板结构，通常都会尽量延长湿法刻蚀场氧化层的时间，但这样会带来一个不利的后果，如图1a和图1b所示，经湿法刻蚀获得所需的斜坡场氧化层203以后，光刻胶图形303会有很长一段处于悬空状态(图1b中L所示)，湿法刻蚀的时间越长，这段悬空的光刻胶长度L就越长，也就越容易发生光刻胶漂胶(Peeling)现象，这是湿法刻蚀工艺所不允许的。由此可见，在传统工艺中，形成小坡度场氧化层和防止漂胶是一对矛盾体，不可能同时兼备。专利
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种应用于功率器件的斜坡场板结构的制备方法，以解决传统斜坡场板方法中制备较小坡度场氧化层时的光刻胶漂胶问题，从而获得较小坡度的斜坡场板结构，提高器件的击穿电压。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种功率器件中斜坡场板结构的制备方法，包括以下步骤：(1)在一需制备斜坡场板结构的硅片上生长场氧化层；(2)第一次光刻，初次定义有源区和终端区；(3)第一次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；(4)第二次光刻，最终定义有源区和终端区；(5)第二次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；(6)多晶硅或金属的淀积；(7)经由光刻和刻蚀的方法,形成由第二次湿法刻蚀后的场氧化层和多晶硅或金属组成的斜坡场板结构。在步骤(1)中，所述场氧化层为二氧化硅，使用热氧化法生长，其生长温度为750-1100℃，厚度为1000-5000埃。在步骤(2)中，所述第一次光刻后的光刻胶的关键尺寸a（见图3（B））大于传统工艺中光刻胶的尺寸c（见图1b）,所述的有源区是指没有被光刻胶覆盖的区域，所述的终端区是指被光刻胶覆盖的区域。在步骤(3)中,所述的湿法刻蚀以氢氟酸溶液或氢氟酸和氟化铵的混合液为主要刻蚀溶液，所述的湿法刻蚀的时间为1分钟-30分钟，小于传统方法中的一步湿法刻蚀的时间；第一次湿法刻蚀后的场氧化层的坡度α（见图3（C））大于传统工艺中的场氧化层的坡度γ（见图1b），使第一次光刻后悬空的光刻胶长度L1（见图3（C））小于传统工艺中悬空的光刻胶长度L（见图1b）。在步骤(4)中，所述第二次光刻后的光刻胶的关键尺寸b（见图3（D））小于传统工艺中光刻胶的尺寸c（见图1b），且所述第二次光刻后的光刻胶至少要能够覆盖步骤(3)所述的第一次湿法刻蚀后的场氧化层的上表面。在步骤(4)之后，步骤(5)之前，可选地，使用紫外光对步骤(4)之后的硅片进行烘烤处理。在步骤(5)中,所述的湿法刻蚀以氢氟酸溶液或氢氟酸和氟化铵的混合液为主要刻蚀溶液，所述的湿法刻蚀的时间为1分钟-30分钟；第二次湿法刻蚀后的场氧化层的坡度β（见图3（E））小于传统工艺中的场氧化层的坡度γ（见图1b）。在步骤(6)中，所述的多晶硅采用化学气相淀积生长，可选地，对多晶硅进行离子注入；所述的金属为铝、铜、金、银或包含上述金属的合金或导电金属化合物，采用蒸发、溅射或电镀的方法生长。在步骤(7)中，所述刻蚀后的多晶硅或金属的一端位于有源区和终端区的边界，另一端位于终端区上面的第二次湿法刻蚀后的场氧化层的上面。和现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过将传统方法中的一步光刻和一步湿法刻蚀分解成两步光刻和两步湿法刻蚀，在第一次光刻和第一次湿法刻蚀时，通过减少湿法刻蚀的时间来减少光刻胶的悬空长度，同时获得初步坡度的场氧化层，而在第二次光刻和第二次湿法刻蚀时，则是通过减少光刻胶的关键尺寸来减少光刻胶的悬空长度，从而在两次湿法刻蚀过程中都可以防止光刻胶漂胶的问题。而且，可以通过适当延长第二次湿法刻蚀的时间，来获得较小坡度的场氧化层，进而获得较小坡度的斜坡场板结构，提高器件的击穿电压。附图说明图1a是传统工艺中湿法刻蚀后的光刻胶图形的断面图；图1b是传统工艺中湿法刻蚀后的光刻胶图形的示意图；图2是本专利技术的斜坡场板结构的制造方法流程图图3(A)-图3(G)是本专利技术的斜坡场板结构的制造方法的每个步骤的断面示意图；其中，图3(A)是本专利技术方法的步骤(1)完成后的示意图；图3(B)是本专利技术方法的步骤(2)完成后的示意图；图3(C)是本专利技术方法的步骤(3)中间过程的示意图；图3(D)是本专利技术方法的步骤(4)完成后的示意图；图3(E)是本专利技术方法的步骤(5)中间过程的示意图；图3(F)是本专利技术方法的步骤(6)完成后的示意图；图3(G)是本专利技术方法的步骤(7)完成后的示意图。图中附图标记说明如下：100-硅片，200-场氧化层，201-第一次湿法刻蚀后的场氧化层，202-第二次湿法刻蚀后的场氧化层，203-传统工艺中湿法刻蚀后的场氧化层，301-第一次光刻后的光刻胶图形，302-第二次光刻后的光刻胶图形，303-传统工艺中的光刻胶图形，400-多晶硅或金属，L-传统工艺中悬空的光刻胶长度，L1-第一次光刻后悬空的光刻胶长度，L2-第二次光刻后悬空的光刻胶长度，a-第一次光刻后光刻胶的关键尺寸，b-第二次光刻后光刻胶的关键尺寸，α-第一次湿法刻蚀后场氧化层的坡度，β-第二次湿法刻蚀后场氧化层的坡度，γ-传统工艺中湿法刻蚀后场氧化层的坡度。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。如图2和图3(A)-图3(G)所示，本专利技术公开了一种应用于功率器件的斜坡场板结构的制备方法，包括以下步骤：(1)步骤一，如图3(A)所示，在一需制备斜坡场板结构的硅片100上生长场氧化层200：所述场氧化层200为二氧化硅，使用热氧化法生长，其生长温度为750-1100℃，厚度为1000-5000埃，所述场氧化层200被用作为场板结构的介质层(或称绝缘层)。(2)步骤二，如图3(B)所示，第一次光刻，初次定义有源区和终端区：所述第一次光刻后的光刻胶301的关键尺寸a大于传统工艺中(图1b)光刻胶的尺寸c，所述的有源区是指没有被光刻胶301覆盖的区域，所述的终端区是指被光刻胶301覆盖的区域。(3)步骤三，如图3(C)所示，第一次湿法刻蚀场氧化层200，去除第一次光刻后的光刻胶301：所述的湿法刻蚀以氢氟酸溶液或氢氟酸和氟化铵的混合液为主要刻蚀溶液，由于湿法刻蚀的横向刻蚀特性，第一次湿法刻蚀后的场氧化层201能获得初步的坡度α，所述的湿法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率器件中斜坡场板结构的制备方法，包括以下步骤：(1)在一需制备斜坡场板结构的硅片上生长场氧化层；(2)第一次光刻，初次定义有源区和终端区；(3)第一次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；(4)第二次光刻，最终定义有源区和终端区；(5)第二次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；(6)多晶硅或金属的淀积；(7)经由光刻和刻蚀的方法,形成由第二次湿法刻蚀后的场氧化层和多晶硅或金属组成的斜坡场板结构。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件中斜坡场板结构的制备方法，包括以下步骤：(1)在一需制备斜坡场板结构的硅片上生长场氧化层；(2)第一次光刻，初次定义有源区和终端区；所述第一次光刻后的光刻胶的关键尺寸(a)大于传统工艺中光刻胶的尺寸(c),所述的有源区是指没有被光刻胶覆盖的区域，所述的终端区是指被光刻胶覆盖的区域；(3)第一次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；所述湿法刻蚀的时间为1-30分钟，小于传统方法中的一步湿法刻蚀的时间；第一次湿法刻蚀后的场氧化层的坡度(α)大于传统工艺中的场氧化层的坡度(γ)，使第一次光刻后悬空的光刻胶长度(L1)小于传统工艺中悬空的光刻胶长度(L)；(4)第二次光刻，最终定义有源区和终端区；所述第二次光刻后的光刻胶的关键尺寸(b)小于传统工艺中光刻胶的尺寸(c)，且所述第二次光刻后的光刻胶至少要能够覆盖步骤(3)所述的第一次湿法刻蚀后的场氧化层的上表面；(5)第二次湿法刻蚀场氧化层，去除光刻胶；所述的湿法刻蚀的时间为1分钟-30分钟；第二次湿法刻蚀后的场氧化层的坡度(β)小于传统工艺中的场氧化层的坡度(γ)；(6)多晶硅或金属的淀积；(7)经由光刻和刻蚀的方法,形成由第二次湿法刻蚀后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓波，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31