[发明专利]一种TMBS器件的制备方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种TMBS器件的制备方法，包括：步骤S1，提供具有有源区和围绕有源区的终端保护区的一衬底；步骤S2，采用一溅射淀积工艺以及一热退火工艺于有源区内衬底暴露的上表面形成一金属硅化物层；步骤S3，采用一湿法腐蚀工艺去除金属硅化物层上表面的金属残留，形成由衬底、栅结构、终端保护环和金属硅化物层的一预制备器件；步骤S4，采用一清洗工艺进一步去除预制备器件表面的金属残留；步骤S5，采用一离子注入工艺轰击预制备器件的表面；步骤S6，于预制备器件的表面溅射一金属层；能够避免金属的残留物对器件的影响，同时利用了注入工艺保证了金属硅化物层的应力，解决了晶圆上金属剥落等问题，且接触电阻小。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种TMBS器件的制备方法。

背景技术

TMBS(trench MOS barrier Schottky rectifier沟槽金属氧化物半导体势垒肖特基整流器，简称TMBS)是一种引入沟槽MOS栅结构的功率器件，通过利用“电荷耦合”效应降低肖特基势垒处的电场强度，从而降低正向导通压降，同时获得较低的反向漏电流。在续流二极管、智能手机充电器，太阳能电池等实际应用中，TMBS正向导通压降和反向漏电流越低，功率损耗越少，效率也越高。因此，更低的正向导通压降和反向漏电需求是目前的市场导向。

实际生产制造工艺中，肖特基势垒金属的选择，势垒硅化物的形成，硅化物界面的处理方式都会对器件的正向压降和反向漏电流等性能参数造成影响。通常TMBS势垒金属的工艺流程是：在晶圆表面溅射镍铂势垒金属，经过热退火形成硅化物，然后用王水将晶圆表面多余的镍铂金属全部去除，最后再完成掩蔽层金属以及导电金属的溅射工艺。由于腐蚀镍铂金属所用的酸液——王水具有强氧化性，在腐蚀镍铂金属的同时也会使硅化物表面形成一层很薄的致密氧化膜，腐蚀过程中产生的化学产物容易附着在晶圆表面，后续的冲水过程也很难去除干净；另外，TMBS沟槽侧壁容易残留势垒金属，这些残留物残留在晶圆表面若没有经过特殊的工艺处理，后续钛钨溅射后与硅的结合能力将会变差，应力不匹配，接触电阻较大，残留物位置易产生空洞，严重时将产生金属剥落的现象，因此最后得到的器件性能参数并不理想，一致性很差甚至直接失效。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种TMBS器件的制备方法，其中，包括：

步骤S1，提供具有有源区和围绕所述有源区的终端保护区的一衬底，所述衬底中制备有沟槽式且经填充的栅结构，且所述终端保护区内所述衬底的上表面覆盖有一终端保护环；

步骤S2，采用一溅射淀积工艺以及一热退火工艺于所述有源区内所述衬底暴露的上表面形成一金属硅化物层；

步骤S3，采用一湿法腐蚀工艺去除所述金属硅化物层上表面的金属残留，形成由所述衬底、所述栅结构、所述终端保护环和所述金属硅化物层的一预制备器件；

步骤S4，采用一清洗工艺进一步去除所述预制备器件表面的金属残留；

步骤S5，采用一离子注入工艺轰击所述预制备器件的表面；

步骤S6，于所述预制备器件的表面溅射一金属层。

上述的制备方法，其中，所述步骤S4中，所述湿法清洗工艺采用的是硫酸、双氧水和水的混合溶液。

上述的制备方法，其中，硫酸、双氧水和水的比例为3:2:10。

上述的制备方法，其中，所述步骤S3～S4中，所述金属残留的成分为镍铂合金。

上述的制备方法，其中，所述步骤S6中，采用钛钨合金形成所述金属层。

上述的制备方法，其中，所述步骤S5中，所述离子注入工艺采用氩离子进行轰击。

上述的制备方法，其中，所述步骤S5中，所述离子注入工艺在270～290℃的温度环境下进行轰击。