[发明专利]一种特高压VDMOS场效应管的制造方法

说明书

本发明公开了一种特高压VDMOS场效应管的制造方法，生产N型VDMOS的生产步骤如下：1、采用N‑衬底片；2、在N‑衬底片的正面上按常规制造工艺制作N型VDMOS的正面结构，包括场氧、栅氧层、多晶硅区、P‑Body、N+源极、P+接触区、层间介质以及正面金属；3、进入减薄工序，对N‑衬底片背面进行减薄，将N‑衬底片减薄到所需厚度；4、在N‑衬底片背面注入N型杂质，提高N‑衬底片背面的杂质浓度，在N‑衬底片表面形成薄的N+层；5、进入背面金属化工序，在N+层背面淀积金属，形成VDMOS的漏极。其采用N+衬底片并在衬底片上直接制造器件的正面结构，通过背面减薄和背面注入来形成VDMOS的漏极，省掉了外延生长，避免过厚外延生长所带来外延缺陷的增加而导致VDMOS产品的可靠性降低。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件，具体地说是一种利用背部减薄以及背部注入技术来实现特高压VDMOS场效应管的制造方法。

背景技术

现有VDMOS技术通常在衬底上生长外延，然后在外延上制作器件，器件的正面工序做好后，通过背部减薄、背部金属化，最终形成VDMOS器件。下面以N型VDMOS为例来说明现有VDMOS技术的制作工序。

现有N型VDMOS纵向剖面图如图1所示，其制造方法如下。N型VDMOS的制作从N+衬底材料开始，N+衬底材料的电阻率通常为0.001～0.1mΩ，厚度为400～800um。然后在N+衬底片上生长N-外延，N-外延的规格与VDMOS的耐压相关，耐压越高，N-外延的电阻率越高，厚度越厚，反之则N-外延的电阻率越低，厚度越薄，比如200V VDMOS的N-外延的电阻率为5Ω左右，厚度为18um左右，而600V VDMOS的N-外延电阻率为16Ω左右，厚度为51um左右。我们定义N-外延为晶圆的正面，N+衬底为晶圆的背面。然后在晶圆正面通过一定的制作工艺，形成器件的正面结构，主要有P-Body、N+源极、P+接触区、栅氧、场氧、多晶硅栅极、层间介质以及正面金属等。正面工序完成后，对晶圆背部进行减薄，将整个晶圆厚度减薄至100～300um，该厚度为N+衬底和N-外延的总厚度，然后进行背部金属化，在N+衬底上淀积金属，与N+衬底形成欧姆接触，形成VDMOS的漏极。在这里，N+衬底片的作用有两个一是承载N-外延，方便后续制作过程中晶圆的固定和运输，否则N-外延太薄，容易破裂；二是N+衬底片和背面金属形成欧姆接触。

现有P型VDMOS纵向剖面图如图2所示，其制作过程与N型VDMOS类似，制作从P+衬底材料开始，然后在P+衬底材料上生长P-外延，在P-外延表面制作期间的正面结构，包括N-Body、P+源极、栅氧、场氧、多晶硅栅极、层间介质以及正面金属等，N+接触区。

当使用上述方法制作1000V以上VDMOS时，由于外延厚度越来越厚，达到甚至接近200um，在外延生长方面会存在一定问题。随着外延厚度的加厚，生长外延的滑移线、颗粒等缺陷数量会增多，影响外延质量，从而影响最终产品的良率和可靠性，而且厚度的增加对外延机台会有损伤，外延成本大幅增加。

发明内容

本发明提供了一种特高压VDMOS场效应管的制造方法。

本发明的目的是解决现有VDMOS通过在衬底上生长外延的制造方法不适用于1000V以上VDMOS的生产，外延厚度加厚会使得生长外延的滑移线、颗粒等缺陷数量会增多的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种特高压VDMOS场效应管的制造方法，

若生产N型VDMOS，则生产步骤如下：1、采用N-衬底片，并在N-衬底片的正面和背面进行氧化；2、在N-衬底片的正面上按常规制造工艺制作N型VDMOS的正面结构，所述N型VDMOS的正面结构包括场氧、栅氧层、多晶硅区、P-Body、N+源极、P+接触区、层间介质以及正面金属；3、进入减薄工序，对N-衬底片背面进行减薄，将N-衬底片减薄到所需厚度；4、在N-衬底片背面注入N型杂质，提高N-衬底片背面的杂质浓度，在N-衬底片表面形成薄的N+层；5、进入背面金属化工序，在N+层背面淀积金属，形成VDMOS的漏极；