CN106057669A - Igbt终端场氧工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IGBT终端场氧工艺方法，终端场氧采用热氧化和化学气相淀积两步骤形成，化学气相淀积所形成的氧化层作为场氧的补充及损耗层，化学气相淀积所形成的氧化层在IGBT的场限环推进过程中进一步致密，能作为热氧化层使用。热氧化生长的氧化层作为场氧基本材质，CVD生长的氧化层作为场氧补充及损耗层。CVD生长的氧化层在后续高温推进过程中其膜质有明显改善，基本近似于热氧；较薄的热氧层可以通过更低温度的热过程来制备，基本不影响器件后续制备的热预算；改善工艺可以降低器件缺陷数量，提高器件良率及可靠性，可以制备更厚的场氧层。

Description

IGBT终端场氧工艺方法
技术领域
本发明涉及半导体器件制造领域，特别是指一种IGBT终端场氧工艺方法。
背景技术
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
IGBT器件主要应用在中高压领域，器件击穿耐压达到600V以上，其常见终端结构是场限环(Field Limiting Ring)和场板(Field Plate)复合结构。如图1所示，1是P型主结，2是场限环，3是N型截止环，4是多晶硅，5是场氧，6是金属层。在场限环和场板的复合结构中场氧厚度是一个关键因素，由于IGBT耐压高，器件场氧厚度要求较厚，一般初始厚度能达到2μm，其生长热过程温度高时间长，易产生缺陷。传统工艺通常是在流程初始通过长时间高温热过程来生长终端结构所需的场氧。其制造工艺包含：热氧化来制备场氧化层，热氧化的温度范围在1000～1050℃，形成厚度1.5～2μm的热氧化层；然后是场限环的光刻及刻蚀、离子注入、推进，推进的温度为1050～1150℃，时间30～300分钟；然后形成沟槽，形成牺牲氧化层及栅氧化层；多晶硅淀积及图案化；P阱的注入及推进等。
以常见2μm场氧为例，其整个生长过程温度达到1100℃，时间达到13小时。该高温热过程会降低器件后续制备过程的热预算，传统工艺长时间高温氧化过程易产生各种缺陷，降低器件良率，影响器件可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种IGBT终端场氧工艺方法。
为解决上述问题，本发明所述的IGBT终端场氧工艺方法，终端场氧采用热氧化和化学气相淀积CVD两步骤形成。
进一步地，热氧化步骤采用温度为900～1500℃，生成热氧化层的厚度为0.8～1.5μm。
进一步地，热氧化之后，化学气相淀积一层氧化层，淀积的厚度为0.4～2.5μm。
进一步地，化学气相淀积所形成的氧化层作为场氧的补充及损耗层。
进一步地，化学气相淀积所形成的氧化层在IGBT的场限环推进过程中进一步致密，能作为热氧化层使用。
本发明所述的IGBT终端场氧工艺方法，采用热氧化和化学气相淀积CVD来制备终端所需的场氧；热氧化生长的氧化层作为场氧基本材质，CVD生长的氧化层作为场氧补充及损耗层。CVD生长的氧化层在后续高温推进过程中其膜质有明显改善，基本近似于热氧；较薄的热氧层可以通过更低温度的热过程来制备，基本不影响器件后续制备的热预算；改善工艺可以降低器件缺陷数量，提高器件良率及可靠性，可以制备更厚的场氧层。
附图说明
图1是IGBT终端结构示意图。
图2是本发明IGBT终端场氧的工艺方法流程图。
具体实施方式
本发明所述的IGBT终端场氧工艺方法，终端场氧采用热氧化和化学气相淀积CVD两步骤形成。
热氧化步骤采用温度为900～1500℃，生成热氧化层的厚度为0.8～1.5μm。
热氧化之后，再采用化学气相淀积CVD的方法淀积一层氧化层，淀积的厚度为0.4～2.5μm。化学气相淀积所形成的氧化层作为场氧的补充及损耗层。场氧形成之后，在后续的IGBT场限环工艺中，化学气相淀积所形成的氧化层在IGBT的场限环推进过程中，即经过1050～1150℃，时间为30～300分钟的热过程进一步致密，基本近似于热氧，可以作为热氧化层使用。
本发明所述的IGBT终端场氧工艺方法，采用热氧化和化学气相淀积CVD来制备终端所需的场氧；热氧化生长的氧化层作为场氧基本材质，CVD生长的氧化层作为场氧补充及损耗层。CVD生长的氧化层在后续高温推进过程中其膜质有明显改善，基本近似于热氧；较薄的热氧层可以通过更低温度的热过程来制备，基本不影响器件后续制备的热预算；改善工艺可以降低器件的缺陷数量，提高器件良率及可靠性，可以制备更厚的高质量场氧层。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种IGBT终端场氧工艺方法，其特征在于，终端场氧采用热氧化和化学气相淀积两步骤形成。
2.如权利要求1所述的IGBT终端场氧工艺方法，其特征在于：热氧化步骤采用温度为900～1500℃，生成热氧化层的厚度为0.8～1.5μm。
3.如权利要求1所述的IGBT终端场氧工艺方法，其特征在于：热氧化之后，化学气相淀积一层氧化层，淀积的厚度为0.4～2.5μm。
4.如权利要求3所述的IGBT终端场氧工艺方法，其特征在于：化学气相淀积所形成的氧化层作为场氧的补充及损耗层。
5.如权利要求1所述的IGBT终端场氧工艺方法，其特征在于：还包含的步骤为，化学气相淀积所形成的氧化层在IGBT的场限环推进过程中进一步致密，能作为热氧化层使用。
6.如权利要求5所述的IGBT终端场氧工艺方法，其特征在于：IGBT的场限环推进温度为1050～1150℃，时间为30～300分钟。
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