[发明专利]功率MOSFET芯片保护结构制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种功率MOSFET芯片保护结构制造方法。

背景技术

功率电子电路实际上是一个小功率电路和大功率电路并存于一体的电路系统。一个完整的功率电子电路通常包括控制电路，驱动电路和功率输出电路三个组成部分。

功率电子电路的功率输出部分属于大功率电路，通常采用开关方式，在电路中通常会产生大电压和大电流的突变，这种突变可通过电源和信号线对相连的电路产生干扰，同时对周围的环境产生较强的电磁干扰。

而功率电子电路中的控制电路部分属于小功率电路，其信号幅度较低，对噪声比较敏感，抗干扰性差。噪声干扰可能导致控制电路部分的逻辑或者时序电路错误，轻则影响电路性能，重则是电路无法工作。

对于传导干扰，可以通过电源隔离，信号隔离，滤波等方式抑制。而对于辐射干扰，通常只能通过合理的电路布局，走线以及屏蔽等措施来削弱电磁干扰问题。

功率MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管）器件通常用作功率电子电路的功率输出部分，功率MOSFET器件包括VDMOS（vertical double-diffusion MOSFET，纵向双扩散金属氧化物半导体）、LDMOS（Lateral double-diffusion MOSFET，横向双扩散金属氧化物半导体），以及IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）。其中，LDMOS具有优良的射频性能，相对于砷化镓技术，具有成本低廉，工艺简洁，成熟和兼容于CMOS工艺的特点，目前广泛应用于射频功率放大器，成为移动通信基站放大器中功率器件的主流，并在终端功率放大器中扮演越来越重要的角色。而同时RFLDMOS（射频横向双扩散金属氧化物半导体）更是具有高线形度、高增益、高输出功率、高热稳定性、高工作电压、偏置电路简单、恒定输入阻抗等优点，在计算机、通信、消费电子、汽车电子等行业广泛应用。

通常会在功率MOSFET芯片的外围设计一层保护结构，以提高金属和衬底之间的距离，降低电流对衬底的影响，并降低芯片的噪声和电容。

功率MOSFET芯片保护结构制造方法，通常包括以下步骤：

一.在硅片上生长400埃的第一层二氧化硅；

二.在第一层二氧化硅上生长一层1500埃的氮化硅；

三.在功率MOSFET 芯片周边的场氧区域，进行干法刻蚀，在硅片上刻蚀出一个5000埃深的凹槽；

四.在硅片上常温淀积5000埃的第二层二氧化硅；

五.在所述凹槽底部进行硅线条结构的光刻和刻蚀，如图5所示；

六.将第二层二氧化硅去除，保留硅片表面的氮化硅；

七.进行场氧化，使所述凹槽处的硅片氧化成二氧化硅；

八.在硅片上生长第三层二氧化硅，进行芯片保护结构的二氧化硅的填充；

九.通过反刻、CMP（化学机械抛光），将所述凹槽外的第三层二氧化硅去除，形成功率MOSFET芯片保护结构。

由于作为保护芯片保护结构的氧化硅需要较深、较宽，直接在较深凹槽中生长二氧化硅需要很长的时间，所以通常要先通过步骤三形成较浅的凹槽，再通过步骤五对较浅的凹槽进行进行硅线条结构的光刻和刻蚀，对刻蚀后形成的沟槽内的硅线条进行场氧化形成二氧化硅，然后再通过生长二氧化硅填充沟槽内的硅线条间的空隙以及该较浅凹槽，最终形成功率MOSFET芯片的保护结构。

其中，步骤五中在所述凹槽底部进行硅线条结构的光刻和刻蚀，现有的硅线条结构的光刻图形如图1所示，为多条相互平行的线条，由于保护机构是密集的平行线条，而且线条会长达200um，在光刻线宽检查的时候经常会碰到有部分线条会合并在一起，导致后面在干法刻蚀图形的时候产生很多缺陷，如可能会使刻蚀后形成的沟槽底部的硅线条粗细不均，这会使后续氧化过程中，沟槽底部的较粗的硅线条氧化不完全，影响芯片保护结构性能，而且由于硅线条结构是平行线条，在工艺过程中（尤其是高温过程）容易导致硅片翘曲变形，对生产控制很不利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种功率MOSFET芯片保护结构制造方法，能保证芯片保护结构的性能，而且不易导致硅片翘曲变形，降低了工艺难度，增加了工艺容忍度，有利于生产控制。

为解决上述技术问题，本发明他功率MOSFET芯片保护结构制造方法，包括以下步骤：

一.在硅片上生长第一层二氧化硅；

二.在第一层二氧化硅上生长一层氮化硅；