[发明专利]提高PowerMOS器件UIS性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路领域中的提高UIS(非钳位感应开关)性能的方法，特别是涉及一种提高PowerMOS(功率MOS)器件UIS性能的方法。

背景技术

功率MOS(金属氧化物半导体)器件，是由金属、氧化物(Si02或SiN)及半导体三种材料制成的器件，它能输出较大的工作电流(几安到几十安)，用于功率输出级的器件。

典型的Trench功率MOS(金属氧化物半导体)器件的结构如图1所示。该结构利用P-base与N+之间的区域形成导电沟道，当Gate端接零或负电压，器件处于关断状态，当Gate端接正电压，器件开启。

在对该器件进行UIS测试过程中，一般会在Drain端串联一个非钳位的电感后再通过非钳位电感在Drain加上50V电压，再向器件Gate端输入一个微秒级的脉冲信号使器件瞬间开启，当器件从开启到关断过程中，由于非钳位电感的作用，器件的ID电流不会马上突变为0，而是由ID逐步减小到0；在器件电流ID减小过程中，一旦流过Source下方区域的电流产生的压降达到PN结的开启电压，MOSFET的寄生NPN管将开启，从而使器件烧毁。

在现有的普通功率MOS器件中，Source(源极)端是通过一次大剂量N型杂质注入形成，此种做法会在Sorce端下方形成一个N+P型PN结，此种形式的PN结在有MOS管UIS测试过程中，比较容易使MOS管的寄生NPN管开启，即落在P-base/N+上压降大于该二极管的开启电压，使MOS器件流过很大电流，从而使器件在UIS测试中失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高PowerMOS器件UIS性能的方法，该方法通过在现有功率MOS器件的工艺基础上，仅将原有Source注入由一次改为两次，即可得到UIS性能更加优越的MOS器件。

为解决上述技术问题，本发明的提高PowerMOS器件UIS性能的方法，包括：

在现有功率MOS器件的制备工艺基础上，通过两次源极注入，形成N+N-源极，将MOS寄生N+PN管改为N+N-PN管，有效减少MOS寄生NPN管发生开启，从而提高功率MOS器件UIS性能。

上述方法的步骤，包括：

(1)将现有功率MOS器件制备工艺中的一次大剂量的源极注入，改为一次小剂量的P源极注入和一次大剂量的As源极注入；

(2)进行一次退火，将source结深推到需要的深度。

所述步骤(1)中，小剂量为10¹³～10¹⁴cm^-2，大剂量为4×10¹⁵～8×10¹⁵cm^-2。

所述步骤(2)中，退火温度为900℃～950℃，退火时间为30min～60min；深度为0.3μm～0.5μm。

本发明功率MOS器件具体工艺的实现上，与现有的普通产品相比，结构基本一样，区别仅在原有功率MOS器件制作基础上，不增加额外的光罩，仅将一次源极注入变为两次源极注入，即将现有功率MOS器件的N+源极结构改为N+N-源极结构，有效减少MOS中寄生NPN管的开启，使器件UIS性能得到较大提高，且不影响器件其他参数。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是典型Trench功率MOS器件结构剖面示意图；

图2是本发明的栅极多晶硅上集成Ti金属硅化物的功率MOS器件示意图；

图3是本发明的做完第一次source注入后的结构示意图；

图4是本发明的第二次source注入后的结构示意图；

图5是本发明的经过退火之后的source示意图；

图6是本发明的MOS Contact打开，Contact implant做完之后的示意图。

具体实施方式

本发明的提高PowerMOS器件UIS性能的方法，包括：

(1)在现有功率MOS器件的制备工艺基础上，将原有PowerMOS source端的一次大剂量的源极注入(N型杂质注入)，改为一次10¹³～10¹⁴cm^-2的小剂量的P源极注入，形成N-source，以及一次4×10¹⁵～8×10¹⁵cm^-2的大剂量的As源极注入，形成N+source；