[发明专利]一种提高沟槽栅击穿特性的GOI测试样片制造方法

说明书

本发明提供一种提高沟槽栅击穿特性的GOI测试样片制造方法，包括以下步骤：S1：在衬底硅片上沉积初始氧化层作为硬掩膜层；S2：光刻定义出沟槽的图案，根据所述图案在所述硬掩膜层上刻蚀，形成具有第一宽度的开口，其中所述第一宽度指的是所述开口在平行于所述硅片的方向上的距离；S3：通过所述开口在所述硅片上进行刻蚀，形成具有第一深度和第二宽度的沟槽，其中所述第二宽度大于所述第一宽度；S4：对所述硅片上形成的沟槽进行表面处理；S5：采用炉管生长栅氧化层，并在所述栅氧化层上沉积导电介质；S6：对所述掺杂多晶硅进行刻蚀形成栅极，并在所述硅片的背面进行金属化以形成背面电极。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种提高沟槽栅击穿特性的 GOI测试样片制造方法。

背景技术

IGBT功率器件是一种发展迅速、应用广泛的新型功率半导体器件。它是在普通双扩撒金属氧化物半导体(DMOS)的基础上，通过在集电极引入P+结构，除了具备DMOS输入阻抗高、开关速度快、工作频率高、易电压控制、热稳定好、驱动电路简单、易于集成等特点外，通过集电极空穴注入的电导调制效应，大大降低了导通电阻，减少了通态功耗。目前功率IGBT已广泛应用于变频家电，风能发电，机车牵引，智能电网等领域。

GOI检测是IGBT制作过程中，衡量形成的栅极氧化层质量的一个比较重要的步骤，是进行IGBT芯片栅氧可靠性和完整性评估的重要方法。目前功率 IGBT器件的制备工艺主要分成两大类，一种是利用平面栅极形成的平面 IGBT；另外一种是在深沟槽壁的氧化形成的沟槽IGBT。在沟槽IGBT的制备工艺中，通常沟槽顶部是比较尖锐而造成沟槽顶部的电场集中击穿，从而引入缺陷，对实际的测试结果带来干扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高沟槽栅击穿特性的GOI测试样片制造方法，已解决现有技术中存在的上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种提高沟槽栅击穿特性的GOI测试样片制造方法，包括以下步骤：

S1：在衬底硅片上沉积初始氧化层作为硬掩膜层；

S2：光刻定义出沟槽的图案，根据所述图案在所述硬掩膜层上刻蚀，形成具有第一宽度的开口，其中所述第一宽度指的是所述开口在平行于所述硅片的方向上的距离；

S3：通过所述开口在所述硅片上进行刻蚀，形成具有第一深度和第二宽度的沟槽，其中所述第一深度指的是所述沟槽在垂直于所述硅片的方向上的距离，所述第二宽度指的是所述沟槽在平行于所述硅片的方向上的距离；所述第二宽度大于所述第一宽度；

S4：对所述硅片上形成的沟槽进行表面处理；

S5：采用炉管生长栅氧化层，并在所述栅氧化层上沉积导电介质；

S6：对所述掺杂多晶硅进行刻蚀形成栅极，并在所述硅片的背面进行金属化以形成背面电极。

根据本发明提供的GOI测试样片制造方法，所述步骤S4包括：

S41：采用炉管进行H₂退火，对所述沟槽的顶角进行圆化处理；

S42：采用炉管生长牺牲氧化层，并通过湿法刻蚀去除所述牺牲氧化层。

根据本发明提供的GOI测试样片制造方法，所述第二宽度比所述第一宽度大0.1um-0.5um。

根据本发明提供的GOI测试样片制造方法，所述初始氧化层的厚度大于 5000A。

根据本发明提供的GOI测试样片制造方法，所述采用炉管进行H₂退火的步骤中，退火温度大于950C，退火气压小于50torr，退火时间在1min--30min 之间。

根据本发明提供的GOI测试样片制造方法，所述牺牲氧化层的厚度为 500A-2000A。