[发明专利]一种改善Trench-IGBT晶圆微形变的器件制备方法在审

申请号：	202111119357.8	申请日：	2021-09-24
公开（公告）号：	CN113838756A	公开（公告）日：	2021-12-24
发明（设计）人：	史志扬	申请（专利权）人：	南瑞联研半导体有限责任公司
主分类号：	H01L21/336	分类号：	H01L21/336;H01L21/762;H01L29/06;H01L29/739
代理公司：	南京纵横知识产权代理有限公司 32224	代理人：	马进
地址：	211100 江***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	一种改善 trench igbt 晶圆微形变器件制备方法
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【说明书】：

本发明公开了一种改善Trench‑IGBT晶圆微形变的器件制备方法，包括如下步骤：在半导体衬底上进行Ring光刻/注入/退火以及场氧氧化和光刻刻蚀，形成耐压场限环；在设计好的有源区进行Pwell注入和高温推阱，形成Pwell层，然后进行Trench光刻/刻蚀，形成Trench槽形貌；生长栅氧化层和多晶硅淀积，并经过多晶光刻和刻蚀后形成栅极；进行N+光刻/注入/退火后形成发射极；进行ILD淀积隔离栅极和发射极，通过接触孔光刻和刻蚀形成接触孔；进行METAL溅射工艺，把栅极和发射极引出；进行PAD层的淀积和光刻刻蚀，得到器件。

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造领域，具体涉及一种改善Trench-IGBT晶圆微形变的器件制备方法。

背景技术

在半导体各类器件结构中，沟槽式（Trench）结构由于其特殊的通道特性和电学特征被广泛运用于各类功率器件，特别是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件，由于其独特的高压大电流的工作环境，沟槽式（Trench）结构要求较大尺寸的沟槽栅极。

随着终端客户对器件的性能要求的提升，器件所需要的沟槽愈来愈深，由此带来的沟槽式栅极的应力愈发突出；严重的应力将导致硅片形变增加，微弱的形变导致形变后的光刻层次对位发生偏差，使器件参数性能变差；严重的形变导致整个IGBT工艺流程特别光刻设备面临传送和无法真空吸附难题，甚至可能导致硅片无法流片或发生碎片事件。

现有Trench-IGBT器件制备流程中，都是采用挖槽后1次生长栅氧化层和多晶硅淀积工艺来填满沟槽从而形成栅极多晶硅；完成栅极多晶硅的淀积后还需要进行高温推阱（Well Drive In）工艺，栅极多晶硅在进行推阱过程中产生体积收缩；由于多晶硅本身有很大的正应力，推阱后多晶硅的体积收缩进一步使应力进一步增加，最终会造成晶圆出现形变问题；当晶圆曲率半径变差时，会影响后续光刻层次与前面层次的对位偏移问题，甚至当曲率半径小于30米时，会导致后续工序无法正常流片。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改善Trench-IGBT晶圆微形变的器件制备方法，改善硅片形变，解决高温推阱对栅极多晶硅应力的进一步累积，避免IGBT工艺流程中对位偏移以及光刻设备面临的传送和无法真空吸附难题。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提供了一种改善Trench-IGBT晶圆微形变的器件制备方法，包括如下步骤：

在半导体衬底上进行Ring光刻/注入/退火以及场氧氧化和光刻刻蚀，形成耐压场限环；

在设计好的有源区进行Pwell注入和高温推阱，形成Pwell层，然后进行Trench光刻/刻蚀，形成Trench槽形貌；

生长栅氧化层和多晶硅淀积，并经过多晶光刻和刻蚀后形成栅极；

进行N+光刻/注入/退火后形成发射极；

进行ILD淀积隔离栅极和发射极，通过接触孔光刻和刻蚀形成接触孔；

进行METAL溅射工艺，把栅极和发射极引出；

进行PAD层的淀积和光刻刻蚀，得到器件。

进一步的，所述高温推阱在1150°下进行。