一种SGT型MOSFET的制造方法技术

本发明专利技术公开一种SGT型MOSFET的制造方法，属于半导体功率器件领域。本发明专利技术针对SGT性栅源两层多晶采用上下结构的组合方式，SGT型MOSFET器件主要分为两个部分，上半部分为场氧和源极多晶的形成；下半部分为栅氧化层和栅多晶。这两个部分需要用氧化层进行隔离。本发明专利技术的方法利用氮化硅侧墙效应，打开源极多晶顶部实现氧化隔离，有效降低导通电阻和栅漏电容，提升器件产品的性能，并且降低工艺成本和工艺难度，制造出高性能SGT型MOSFET产品。制造出高性能SGT型MOSFET产品。制造出高性能SGT型MOSFET产品。

【技术实现步骤摘要】
一种SGT型MOSFET的制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体功率器件
，特别涉及一种SGT型MOSFET的制造方法。

技术介绍

[0002]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，其纵向的沟槽栅和导电沟道消除JFET区效应，可实现更小的元胞尺寸和更高的电流谜底，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。
[0003]随着Trench尺寸的降低，元胞单元的pitch密度迅速增加，越来越接近工艺能力的极限。同时元胞密度的增加导致栅电容增大，这必将会导致导通损耗和开关损耗出现矛盾。因此亟需一种新型的MOSFET制造方法，在降低导通电阻的同时能够改善栅电容、降低开关损耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种SGT型MOSFET的制造方法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种SGT型MOSFET的制造方法，包括：
[0006]在硅外延片上依次形成第一氧化硅层、第一氮化硅层和第二氧化硅层，再挖出trench沟槽；
[0007]利用氧化工艺生长场氧和淀积源极多晶，再刻蚀掉trench沟槽以外的多晶；通过源极多晶光刻工艺定义出trench沟槽中源极多晶引出区域，用光刻胶覆盖保护，再把除引出源多晶外刻蚀到需求深度；
[0008]去除光刻胶，利用湿法工艺，通过氢氟酸漂洗刻蚀过源极多晶的trench沟槽中上半部分侧壁的部分场氧；再通过化学气相淀积，在表面淀积一层氮化硅层；
[0009]利用干法腐蚀的侧墙效应，刻蚀掉沟槽中源极多晶顶部的氮化硅层，露出源极的原位多晶；利用热氧化对沟槽内源极多晶的顶部进行氧化形成栅源多晶隔离氧化层，最终实现氧化隔离；
[0010]利用湿法工艺，使用磷酸和氢氟酸剥除第一氮化硅层、第一氧化硅层和非源极多晶引出区域中trench沟槽侧壁的场氧，然后进行栅氧生长和栅极多晶淀积，再刻蚀掉沟槽以外的栅极多晶；
[0011]利用离子注入实现阱区注入并进行推结处理，形成阱区域，通过N+光刻和使用离子注入，实现源极注入并激活，形成阱区和源引出区；
[0012]通过化学气相淀积做好介质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，腐蚀停止在硅表面，再进行硅孔腐蚀；利用孔注入把P型杂质掺杂到体区域，再通过热激活形成体区引出；
[0013]利用钨填充和研磨，实现接触孔金属引出，通过金属淀积，光刻和腐蚀，实现金属
互联，形成整体器件。
[0014]在一种实施方式中，所述第一氧化硅层的厚度为所述第一氮化硅层的厚度为所述第二氧化硅层的厚度为
[0015][0016]在一种实施方式中，所述trench沟槽的侧壁光滑、倾斜角度α为88～90
°
、底部半圆型形貌，其深度根据实际产品需求有所不同，产品额定电压在20V～150V，对应trench沟槽为条型栅结构，深度范围为1.5～4.5um。
[0017]在一种实施方式中，在完成trench工艺后，该方法还包括：生长一层牺牲氧化层来修复干法腐蚀过程中trench沟槽的侧壁和底部硅表面的损伤，再利用湿法腐蚀拔除这层氧化层，其中牺牲氧化温度范围为1000～1150℃，氧化层的厚度为
[0018]在一种实施方式中，利用湿法腐蚀去除牺牲氧化层的过程中，顶部的第二氧化硅层也被一并去除。
[0019]在一种实施方式中，漂洗刻蚀过源极多晶的trench沟槽中上半部分侧壁的部分场氧之后，侧壁保留场氧的厚度为漂洗后源极引出区域的多晶会保留下来，沟槽中源极多晶高出第一氧化硅层表面，再利用多晶各向同性腐蚀，最终沟槽中源极多晶和第一氧化硅层齐平。
[0020]在一种实施方式中，对沟槽内源极多晶的顶部进行氧化的氧化厚度为
[0021][0022]在一种实施方式中，所述硅孔腐蚀的深度为
[0023]本专利技术提供的一种SGT型MOSFET的制造方法，具有以下有益效果：
[0024](1)利用SiN在沟槽内作为硬掩蔽层，然后实现局部氧化；
[0025](2)相比普通SGT型MOSFET产品可以省去一层有源区光刻；
[0026](3)在改善部分工艺的情况下，保证SGT型MOSFET产品性能同时降低工艺难度和成本。
附图说明
[0027]图1是在外延片上形成第一氧化硅层、第一氮化硅层和第二氧化硅层的示意图；
[0028]图2是挖出trench沟槽并进行牺牲氧化修复的示意图；
[0029]图3是生长场氧和淀积源极多晶并回刻的示意图；
[0030]图4是把沟槽中除引出源多晶外刻蚀到需求深度的示意图；
[0031]图5是沟槽侧壁场氧漂洗并淀积氮化硅的结构示意图；
[0032]图6是刻蚀掉沟槽中源极多晶顶部的氮化硅层的结构示意图；
[0033]图7是对沟槽内源极多晶的顶部进行氧化的结构示意图；
[0034]图8是去除氮化硅层和薄氧化层的结构示意图；
[0035]图9是栅氧生长和栅极多晶淀积并栅多晶回刻结构示意图；
[0036]图10是阱区域和源区域形成示意图；
[0037]图11是形成接触孔的结构示意图；
[0038]图12是金属光刻/腐蚀完成器件互连示意图。
具体实施方式
[0039]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种SGT型MOSFET的制造方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0040]Trench型MOSFET器件为三端分立器件，圆片正面分成源极(Source)和栅极(Gate)两个部分，这两个区域与外界用trench方式隔离。Trench型MOSFET器件的漏极(Drain)在背面。本专利技术的工艺主要是针对器件的源极，栅极是通过trench中多晶引出到管芯边缘，再通过在其上面打上接触孔和金属互连接出，漏极只需要做背面减薄镀金属引出即可，为本领域技术人员理解，因此本专利技术不再做具体叙述。本专利技术主要是针对源极trench元胞区提出的一种工艺加工方法，在整个管芯区域外围采用trench隔离环来实现结终止。
[0041]本专利技术提供了一种SGT(split gate trench，分离栅)型MOSFET的制造方法，在常规的trench型MOSFET器件基础上，增加沟槽内源极场版结构并实现和栅多晶氧化隔离，从而达到降低外延电阻率、优化导通电阻，同时屏蔽栅漏电容，优化器件产品的开关特性。
[0042]具体通过如下方法实现SGT型MOSFET在圆片上的加工工艺：
[0043]以N型器件为例，P型器件可以按相应的方法得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SGT型MOSFET的制造方法，其特征在于，包括：在硅外延片上依次形成第一氧化硅层、第一氮化硅层和第二氧化硅层，再挖出trench沟槽；利用氧化工艺生长场氧和淀积源极多晶，再刻蚀掉trench沟槽以外的多晶；通过源极多晶光刻工艺定义出trench沟槽中源极多晶引出区域，用光刻胶覆盖保护，再把除引出源多晶外刻蚀到需求深度；去除光刻胶，利用湿法工艺，通过氢氟酸漂洗刻蚀过源极多晶的trench沟槽中上半部分侧壁的部分场氧；再通过化学气相淀积，在表面淀积一层氮化硅层；利用干法腐蚀的侧墙效应，刻蚀掉沟槽中源极多晶顶部的氮化硅层，露出源极的原位多晶；利用热氧化对沟槽内源极多晶的顶部进行氧化形成栅源多晶隔离氧化层，最终实现氧化隔离；利用湿法工艺，使用磷酸和氢氟酸剥除第一氮化硅层、第一氧化硅层和非源极多晶引出区域中trench沟槽侧壁的场氧，然后进行栅氧生长和栅极多晶淀积，再刻蚀掉沟槽以外的栅极多晶；利用离子注入实现阱区注入并进行推结处理，形成阱区域，通过N+光刻和使用离子注入，实现源极注入并激活，形成阱区和源引出区；通过化学气相淀积做好介质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，腐蚀停止在硅表面，再进行硅孔腐蚀；利用孔注入把P型杂质掺杂到体区域，再通过热激活形成体区引出；利用钨填充和研磨，实现接触孔金属引出，通过金属淀积，光刻和腐蚀，实现金属互联，形成整体器件。2.如权利要求1所述的SGT型MOSFET的制造方法，其特征在于，所述第一氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖远宝，洪根深，谢儒彬，张庆东，徐海铭，徐政，唐新宇，
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：