[实用新型]采用PSG掺杂技术的VDMOS、IGBT功率器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域中的半导体器件，特别是一种采用PSG掺杂技术的VDMOS、IGBT功率器件。

背景技术

现有的VDMOS、IGBT功率器件主要由金属底层、N+衬底层、N-外延层、P-区、P+区、N+区、热氧化SiO₂栅氧层、多晶硅栅层、SiO₂淀积层、磷硅玻璃PSG淀积层和金属表层组成。由金属表层充任源极、金属底层充任漏极、多晶硅栅层充任栅极、磷硅玻璃PSG层和LPCVD SiO₂层组合充任源栅隔离层，源区由位于深层的P-区、位于中间的P+区和位于P+区外围的环形N+区构成。

其制造工艺流程主要如下：

(1)在由N+衬底层(IGBT功率器件中为P+衬底层)和N-外延层构成的基材上以热氧化的方式先生成一层栅氧层、并以LPCVD淀积的方法生长一层多晶硅栅层；

(2)以光刻、干法刻蚀方法除去覆盖在预定源区区域范围上的SiO₂栅氧层和多晶硅栅层，并向由此呈下凹状、暴露的N-层上注入硼后作退火、推结处理，形成源区中涉及范围较深、广的P-区；

(3)在所述的P-区上光刻预定设置为N+区的环形区域范围，并注入磷后作退火、推结处理，形成源区的环形N+区；

(4)光刻位于所述的环形N+区中间的其余预定的P+区区域范围，并注入硼后作退火、推结处理，形成位于中间的P+区；

(5)在由剩余多晶硅栅层的正面、SiO₂栅氧层和多晶硅栅层的侧面和包含N+区、P+区表面的下凹状平面相连而成的整体表面上以LPCVD或PECVD的方法先淀积生长一层SiO₂、后再整体淀积生长一层PSG或BPSG，然后再对中间部位上的SiO₂和PSG或BPSG层作光刻和腐蚀、形成由SiO₂和PSG层或BPSG层组合构成的源、栅隔离层；

(6)最后在正、背面上蒸发生长金属层，制成VDMOS或IGBT功率器件。

在以这种方法制造VDMOS、IGBT功率器件的流程中，采用了多次光刻和腐蚀、去除性处理，工序比较繁琐，特别是在以实现栅和源的隔离为目的、生长SiO₂层和PSG或BPSG层的过程中，除需执行一次光刻和腐蚀工序外，还存在这种隔离层的结构形式，使以这种方法制成的VDMOS、IGBT功率器件的N+区面积较大，使寄生的NPN管的发射区面积也较大，因而导致VDMOS、IGBT功率器件的工作可靠性较差。所以，利用现有技术生产的VDMOS、IGBT功率器件普遍存在因生产工序的复杂而导致产品成本居高不下，因结构上的欠合理而导致影响产品的体积及工作可靠性，因而在经济性和实用性方面均欠理想。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种便于缩小VDMOS、IGBT中寄生器件中N+区的面积，使寄生的NPN管的发射区面积也随之缩小、有利于提高工作可靠性和降低产品制造成本的新颖采用PSG掺杂技术的VDMOS、IGBT功率器件。

本实用新型的采用PSG掺杂技术的VDMOS、IGBT功率器件主要由金属底层、N+衬底层(在IGBT功率器件中为P+衬底层)、N-外延层、P-区、P+区、N+区、热氧化SiO₂栅氧层、多晶硅栅层、源栅隔离层和金属表层组成。由金属表层充任源极、金属底层充任漏极、多晶硅栅层充任栅极，源区由位于深层的P-区、位于表层中间部位上的P+区和位于P+区外围的环形N+区构成。其特征在于：磷硅玻璃PSG层以单层的结构形式充任源栅隔离层；磷硅玻璃PSG层作为生成源区中N+区时的掺杂源，通过对PSG层高温退火、推结处理，使其中的磷向硅中扩散形成N+区。

本实用新型采用PSG掺杂技术的VDMOS、IGBT功率器件制造工艺流程如下：

(1)先在由N+衬底层和N-外延层构成的基材上以热氧化的方式生成SiO₂栅氧层、再以淀积的方法生长多晶硅栅层；

(2)以光刻、干法刻蚀方法除去位于预定源区范围区域上的SiO₂栅氧层和多晶硅栅层，并向由此呈下凹状暴露的N-层上注入硼后作退火、推结处理，形成源区中较深、广的P-区；

(3)对所暴露的呈下凹状N-层表面光刻预定为P+区的中心区域，并注入硼后作退火、推结处理，形成位于中间较浅、簿的P+区；