功率半导体器件的加工方法及功率半导体器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110571148A(43)申请公布日2019.12.13(21)申请号201910652079.9(22)申请日2019.07.18(71)申请人珠海格力电器股份有限公司地址519070广东省珠海市前山金鸡西路(72)发明人王文兵史波(74)专利代理机构北京华夏泰和知识产权代理有限公司11662代理人韩来兵(51)Int.Cl.H01L21/3065(2006.01)H01L21/331(2006.01)H01L21/28(2006.01)H01L29/40(2006.01)H01L29/739(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称功率半导体器件的加工方法及功率半导体器件(57)摘要本申请涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种功率半导体器件的加工方法及功率半导体器件。功率半导体器件的加工方法包括以下步骤：在元胞区上刻蚀形成沟槽，在器件表面形成多晶硅层，多晶硅填满所述沟槽并在器件表面形成一定厚度；对元胞区部分的多晶硅层进行刻蚀，形成器件的栅极结构，对终端区部分的多晶硅层进行刻蚀形成器件的场板；其中，通过各向同性刻蚀方法刻蚀终端区部分的多晶硅层，所形成的场板的刻蚀剖面的侧壁与器件表面呈倾斜设置。通过变更刻蚀方法，采用各向同性的刻蚀方法将多晶硅层的边缘角度由直角刻蚀成斜角，ILD在垫积的时候不会形成凹坑，避免了钨刻蚀之后的钨残留问题，从而解决了金属钨与多晶硅接触短路的问题。CN110571148ACN110571148A权利要求书1/1页1.一种功率半导体器件的加工方法，包括以下步骤：在元胞区上刻蚀形成沟槽(1)，在器件表面形成多晶硅层(2)，所述多晶硅层(2)填满所述沟槽(1)并在器件表面形成一定厚度；对元胞区部分的多晶硅层进行刻蚀，形成器件的栅极结构(3)，对终端区部分的多晶硅层进行刻蚀形成器件的场板(4)；其特征在于，通过各向同性刻蚀方法刻蚀终端区部分的多晶硅层，所形成的场板(4)的刻蚀剖面的侧壁与器件表面呈倾斜设置。2.根据权利要求1所述的功率半导体器件的加工方法，其特征在于，所述对终端区部分的多晶硅层进行刻蚀包括：在多晶硅层(2)上涂上光刻胶，然后分别以光刻、各向同性的干法刻蚀方法去除光刻胶没有覆盖区域的多晶硅层。3.根据权利要求2所述的功率半导体器件的加工方法，其特征在于，在对所述多晶硅层刻蚀完成后，去除剩余的光刻胶。4.根据权利要求1所述的功率半导体器件的加工方法，其特征在于，在形成所述栅极结构(3)和场板(4)后还包括：在结构表面垫积形成层间介质ILD(5)。5.根据权利要求1所述的功率半导体器件的加工方法，其特征在于，在形成所述多晶硅层(2)之前还包括：提供一个半导体衬底(6)，在所述半导体衬底(6)上形成外延层，在所述外延层上定义出元胞区和终端区，在结构表面生长一层半导体衬底(7)；对所述半导体衬底(6)的元胞区进行刻蚀形成所述沟槽(1)。6.根据权利要求5所述的功率半导体器件的加工方法，其特征在于，形成所述沟槽(1)的过程包括：在所述元胞区表面垫积一层硬掩膜层(9)，然后刻蚀所述硬掩膜层(9)、初始氧化层(7)和半导体衬底(6)，以在所述半导体衬底(6)中形成所述沟槽(1)，然后去除剩余的硬掩膜层和元胞区的初始氧化层。7.根据权利要求6所述的功率半导体器件的加工方法，其特征在于，在去除剩余的硬掩膜层(9)和元胞区的初始氧化层(7)后还包括：对所得到的元胞区表面进行氧化，形成一层栅氧化层(8)，所述栅氧化层(8)覆盖在包括所述沟槽(1)在内的整个元胞区表面，然后在所述栅氧化层(8)和初始氧化层(7)的表面垫积所述多晶硅层(2)。8.根据权利要求6所述的功率半导体器件的加工方法，其特征在于，剩余的硬掩膜层通过化学反应的方式去除。9.一种功率半导体器件，其特征在于，通过权利要求1-8任一项所述的加工方法制备得到。10.根据权利要求9所述的功率半导体器件，其特征在于，所述功率半导体器件为IGBT芯片。2CN110571148A说明书1/4页功率半导体器件的加工方法及功率半导体器件技术领域[0001]本申请涉及微电子技术领域，具体而言，涉及一种功率半导体器件的加工方法及功率半导体器件。背景技术[0002]绝缘栅双极晶体管(IGBT)是一种发展十分迅速的功率半导体器件。IGBT综合MOS和BJT的优点于一身，它既具有MOS输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关速度快、开关损耗小的优点，又具有BJT电流密度大、饱和压降低、电流处理能力强的优点。[0003]IGBT产品在流片过程中出现了GS短路问题，经过定位分析发现是因为终端区的多晶硅场板和发射极的金属直接导通导致，由于现有的多晶硅场板的刻蚀边缘为直角结构，ILD在