[发明专利]增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种大功率的电力电子器件，特别是大于1200伏以上的IGBT，正面导通的电流往往大于50安培以上，特别是对于深沟槽型的IGBT，从沟道底部拐角的地方沿着沟道到源端是电流的通路，特别是沟道拐角的地方，电场强度最大，碰撞电离的程度也最厉害。

由于炉管成长工艺的特点，在深沟槽的拐角处成膜的气体相比沟道处的气体更少，所以长的栅氧的厚度是在拐角处是最薄的。对于高温可靠性的测试中，长时间在拐角的地方，有大电流通过，在薄的栅氧的地方会有弱点出现，高密度的电子在这个地方的离化率最大，很容易在这个拐角地方击穿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，它可以提高深沟槽的IGBT的高温可靠性。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种增强沟槽型IGBT可靠性器件制造方法，包括以下步骤：

步骤一、先刻蚀硅表面上的二氧化硅阻挡层；

步骤二、去除光刻胶，以二氧化硅作为阻挡层，继续刻蚀硅槽至所需的深度，进行刻蚀形成深的槽；

步骤三、通过炉管在沟槽里生长氮化硅膜；

步骤四、进行氮化硅的垂直刻蚀，只留下沟槽侧壁的氮化硅；

步骤五、进行炉管二氧化硅的成长；

步骤六、用化学药液清洗掉侧壁的氮化硅；

步骤七、再进行侧壁栅氧的氧化。

本发明的有益效果在于：通过利用氮化硅和二氧化硅的不同选择比，在深沟槽的底部形成底部比沟槽侧壁沟道区域更厚的栅氧，同时在沟槽的顶部更加圆滑，从而提高了深沟槽的IGBT的高温可靠性。

所述步骤二中深槽底部的栅氧厚度比沟道的栅氧厚度厚50埃以上。

所述步骤二中所述槽深度为1微米以上。

所述步骤三中所述氮化硅膜膜厚在50埃以上，500埃以下。

所述步骤五中所述二氧化硅的厚度在500埃以上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是说明在通态下沟槽的底部拐角处，电流密度最大，可靠性最弱的示意图；

图2是说明沟槽底部拐角处栅氧的厚度比侧壁沟道处薄的示意图；

图3是衬底上成长二氧化硅步骤的示意图；

图4是深沟槽阻挡层刻蚀步骤的示意图；

图5是深沟槽刻蚀步骤的示意图；

图6是二氧化硅阻挡层去除步骤的示意图；

图7是牺牲氧化层形成步骤的示意图；

图8是氮化硅成长步骤的示意图；

图9是底部和顶部氮化硅刻蚀，保留侧壁氮化硅步骤的示意图；

图10是第一层二氧化硅的成长步骤的示意图；

图11是氮化硅去除步骤的示意图；

图12是栅氧成长步骤的示意图；

图13是做正面工艺和背面工艺形成IGBT步骤的示意图。

具体实施方式

1.在现有的IGBT工艺中利用深槽刻蚀这张版曝光，先刻蚀硅表面上的二氧化硅阻挡层。

2.去除光刻胶，以二氧化硅作为阻挡层，继续刻蚀硅槽至所需的深度。

3.沿着沟槽的底部和侧壁用炉管工艺形成一层氮化硅。

4.对氮化硅进行垂直刻蚀，氮化硅的侧壁保留。

5.用炉管工艺再继续长一层二氧化硅。

6.利用化学药液进行氮化硅的湿法去除。

7.再利用炉管工艺成长栅氧。

8.再成长多晶硅，并刻蚀形成多晶线。

9.再做正面的源及互联工艺。

10.最后再做背面的集电极工艺。

具体来说，本发明所述新型增强IGBT可靠性工艺器件结构及工艺实现方法可以包括以下步骤：

1.选用击穿电压允许的衬底。体浓度是1E12-1E14。

2.进行终端保护环的注入及推阱工艺。

3.在衬底表面长二氧化硅作为深槽刻蚀的阻挡层，厚度在2000埃以上。

4.利用深槽隔离的光刻版进行曝光。

5.曝光后，进行阻挡层的刻蚀。

6.刻蚀后，进行硅深槽的刻蚀，刻蚀的深度在2微米以上。

7.长一层100到500埃的二氧化硅。

8.进行炉管工艺成长氮化硅，厚度在500埃以下。

9.然后进行氮化硅的垂直刻蚀，留下氮化硅的侧壁。

10.成长顶部和底部的二氧化硅。

11.用湿法药液把侧壁的氮化硅洗掉。