專(zhuān)利名稱(chēng)：一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)的功率器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)的功率器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的功率器件VDMOS是一種柵極電壓控制，多子參入導(dǎo)電的器件，他具有驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)速度快，易于集成等優(yōu)點(diǎn)。VDMOS的設(shè)計(jì)是數(shù)萬(wàn)至百萬(wàn)的單包并聯(lián)以達(dá)到需要的電流能力。對(duì)于VDMOS的結(jié)構(gòu)，柵極是通過(guò)多晶硅導(dǎo)電加入電信號(hào)，源極通過(guò)鋁導(dǎo)電加入電信號(hào)。柵極和源極間需要絕緣隔離，從而在柵極可以相對(duì)源極加正電壓信號(hào)時(shí)源極的電流可以通過(guò)溝道到漏極從而產(chǎn)生電流。以前的VDMOS的制造工藝中對(duì)于柵源的絕緣辦法是在柵源之間淀積二氧化硅 Si02，再通過(guò)光刻的方法將柵源之間的隔離層形成。這樣的制造工藝中淀積的二氧化硅 Si02致密性差，在腐蝕的過(guò)程中容易造成柵極和源極之間的淀積二氧化硅Si02層被去掉。 這樣一來(lái)柵極和源極就不能形成絕緣，造成了柵極和源極短路，使器件失效。由于VDMOS的電流能力特別是大電流的VDMOS器件需要很多單包并聯(lián)(幾十安培電流的VDMOS的單包數(shù)達(dá)到幾十萬(wàn)個(gè))，因此在制造過(guò)程中柵極和源極的短路是造成器件失效的重要原因。除致使 VDMOS功率器件的工作可靠性較差外，還因生產(chǎn)工序多而復(fù)雜，產(chǎn)品成本居高不下，因而經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性均較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件及其制造方法。以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的制造成品率底，器件易失效等技術(shù)問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件， 包括金屬底層、硅片、柵氧層、多晶硅層、熱氧化層、熱氧化側(cè)臺(tái)，所述硅片被熱氧化作為柵氧化層，其中多晶硅下方生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅下保護(hù)層，該多晶硅層充任柵極導(dǎo)電層；所述多晶硅層上表面通過(guò)熱氧化生成二氧化硅層，在二氧化硅層上生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層上保護(hù)層，光刻多晶硅區(qū)形成柵極導(dǎo)電層，所述柵區(qū)由二氧化硅層、第二氮化硅層及多晶硅層形成的環(huán)形區(qū)構(gòu)成；所述多晶硅層側(cè)部通過(guò)熱氧化形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)。作為優(yōu)選，所述柵氧層的厚度為400 700埃；第一氮化硅層的厚度為600 800 埃；多晶硅層厚度為9500 11000埃；熱氧化層(即二氧化硅隔離層)的厚度為3500 6500
埃；第二氮化硅層厚度為600 1000埃。作為優(yōu)選，所述源區(qū)由位于氮化硅、熱氧化側(cè)臺(tái)外圍的環(huán)形區(qū)構(gòu)成，源電極的源區(qū)還包括一 N+導(dǎo)電區(qū)，光刻及腐蝕掉源區(qū)的二氧化硅及氮化硅形成源極的導(dǎo)電窗口。作為優(yōu)選，所述的晶體管功率器件中，所述晶體管功率器件為VDMOS功率器件。作為優(yōu)選，所述熱氧化生產(chǎn)柵氧層的氧化溫度為800 1200°C。
作為優(yōu)選，所述本發(fā)明一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件及其制造方法，包括如下步驟
(1)、首先將已經(jīng)做完導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及終端結(jié)構(gòu)的硅片通過(guò)熱氧化的方法生成一層?xùn)叛?br> 層；
(2)、在柵氧層上以淀積的方法生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅的下保護(hù)層；
(3)、生長(zhǎng)多晶硅層作為柵電極；
(4)、熱氧化生長(zhǎng)的多晶硅層，形成二氧化硅層；
(5)、在二氧化硅層上方生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層的上保護(hù)層；
(6)、光刻及腐蝕掉多晶硅區(qū)并由此向下呈現(xiàn)出凹狀的預(yù)定柵區(qū)范圍區(qū)域，從而使多晶硅層形成柵極導(dǎo)電層；
(7)、熱氧化多晶硅層側(cè)部形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)；
(8)、光刻及腐蝕掉源區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)殘留的的二氧化硅、多晶硅及氮化硅，暴露源區(qū)形成源極的導(dǎo)電窗口；
(9)、VDMOS功率器件制作成功。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低和產(chǎn)品易保證的諸多優(yōu)點(diǎn)，利用氮化硅在氧氣氣氛下氧化速率遠(yuǎn)低于硅或者多晶硅的氧化速率的特點(diǎn)，將多晶硅層的下面及上面生長(zhǎng)一層氮化硅層，作為多晶硅層的保護(hù)層。多晶硅層側(cè)壁暴露，通過(guò)熱氧化形成熱氧化側(cè)臺(tái)將多晶硅導(dǎo)電的柵極和源極隔離，從而能使柵極和源極能夠有效地短路，具有非常好的絕緣性能，大大的提高制造成品率。具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的工藝流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。實(shí)施例1
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的工藝流程框圖。由圖1結(jié)合圖2可知，柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件，主要包括金屬底層10、硅片8、熱氧化柵氧層7、多晶硅層 4、二氧化硅層2、熱氧化側(cè)臺(tái)5。所述硅片8作為襯底層被熱氧化生長(zhǎng)柵氧化層7和多晶硅層4，在多晶硅層4下方生長(zhǎng)第一氮化硅層6作為多晶硅層4下保護(hù)層，該多晶硅層4充任柵極導(dǎo)電層31。
其中柵區(qū)由二氧化硅層2及多晶硅層4形成的環(huán)形區(qū)構(gòu)成，多晶硅層4表面熱氧化生成二氧化硅層2，用于隔離所述柵電極和源電極，二氧化硅層2上方再生長(zhǎng)第二氮化硅層1作為多晶硅層4上保護(hù)層，防止在光刻、腐蝕等工藝過(guò)程中所述二氧化硅層2和所述多晶硅層4受到損害，具有良好的保護(hù)作用，并且確保了所述二氧化硅層2的絕緣性能。所述多晶硅層4的側(cè)部通過(guò)熱氧化形成隔離柵極3和源極9的熱氧化側(cè)臺(tái)5，光刻及腐蝕掉源區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)的的二氧化硅層2及第一氮化硅層6、第二氮化硅層1形成源極9 的N+導(dǎo)電窗口，其中源區(qū)由位于第一氮化硅層6、熱氧化側(cè)臺(tái)5外圍的環(huán)形區(qū)構(gòu)成。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一 種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)的功率器件的制造方法，其制造方法包括如下步
驟
(1)、首先將已經(jīng)做完導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及終端結(jié)構(gòu)的硅片通過(guò)熱氧化的方法生成一層?xùn)叛鯇樱?熱氧化溫度為800°，柵氧層的厚度為400埃；
(2)、在柵氧層上以淀積的方法生長(zhǎng)氮化硅層作為多晶硅層的下保護(hù)層，第一氮化硅層的厚度為600埃；
(3)、生長(zhǎng)多晶硅層作為柵電極，多晶硅層厚度為9500埃；
(4)、熱氧化生長(zhǎng)的多晶硅層，形成二氧化硅層，二氧化硅層2厚度為3500埃；
(5)、在二氧化硅層上方生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層的上保護(hù)層，第二氮化硅層厚度為600埃；
(6)、光刻及腐蝕掉多晶硅區(qū)并由此向下呈現(xiàn)出凹狀得預(yù)定柵區(qū)范圍區(qū)域，從而使多晶硅層形成柵極導(dǎo)電層；
(7)、熱氧化多晶硅層側(cè)部形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)；
(8)、光刻及腐蝕掉源區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)殘留的的二氧化硅層、多晶硅層及氮化硅層，暴露源區(qū)形成源極的導(dǎo)電窗口；
(9)、VDMOS功率器件制作成功。實(shí)施例2
(1)、首先將已經(jīng)做完導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及終端結(jié)構(gòu)的硅片通過(guò)熱氧化的方法生成一層?xùn)叛鯇樱?熱氧化溫度為1000°，柵氧層的厚度為450埃；
(2)、在柵氧層上以淀積的方法生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅層的下保護(hù)層，第一氮化硅層的厚度為650埃；
(3)、生長(zhǎng)多晶硅層作為柵電極，多晶硅層厚度為10000埃；
(4)、熱氧化生長(zhǎng)的多晶硅層，形成二氧化硅層，二氧化硅層2厚度為5000埃；
(5)、在二氧化硅層上方生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層的上保護(hù)層，第二氮化硅層厚度為800埃；
(6)、光刻及腐蝕掉多晶硅區(qū)并由此向下呈現(xiàn)出凹狀得預(yù)定柵區(qū)范圍區(qū)域，從而使多晶硅層形成柵極導(dǎo)電層；
(7)、熱氧化多晶硅層側(cè)部形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)；
(8)、光刻及腐蝕掉源區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)殘留的的二氧化硅層、多晶硅層及氮化硅層，暴露源區(qū)形成源極的導(dǎo)電窗口；
(9)、VDMOS功率器件制作成功。實(shí)施例3
(1)、首先將已經(jīng)做完導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及終端結(jié)構(gòu)的硅片通過(guò)熱氧化的方法生成一層?xùn)叛鯇樱?熱氧化溫度為1100°，柵氧層的厚度為600埃；
(2)、在柵氧層上以淀積的方法生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅層的下保護(hù)層，第一氮化硅層的厚度為700埃；
(3)、生長(zhǎng)多晶硅層作為柵電極，多晶硅層厚度為9500埃；
(4)、熱氧化生長(zhǎng)的多晶硅層，形成二氧化硅層，二氧化硅層2厚度為5500埃；(5)、在二氧化硅層上方生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層的上保護(hù)層，第二氮化硅層厚度為900埃；
(6)、光刻及腐蝕掉多晶硅區(qū)并由此向下呈現(xiàn)出凹狀得預(yù)定柵區(qū)范圍區(qū)域，從而使多晶硅層形成柵極導(dǎo)電層；
(7)、熱氧化多 晶硅層側(cè)部形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)；
(8)、光刻及腐蝕掉源區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)殘留的的二氧化硅層、多晶硅層及氮化硅層，暴露源區(qū)形成源極的導(dǎo)電窗口；
(9)、VDMOS功率器件制作成功。實(shí)施例4
(1)、首先將已經(jīng)做完導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及終端結(jié)構(gòu)的硅片通過(guò)熱氧化的方法生成一層?xùn)叛鯇樱?熱氧化溫度為1200°，柵氧層的厚度為700埃；
(2)、在柵氧層上以淀積的方法生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅層的下保護(hù)層，第一氮化硅層的厚度為900埃；
(3)、生長(zhǎng)多晶硅層作為柵電極，多晶硅層厚度為11000埃；
(4)、熱氧化生長(zhǎng)的多晶硅層，形成二氧化硅層，二氧化硅層2厚度為6500埃；
(5)、在二氧化硅層上方生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層的上保護(hù)層，第二氮化硅層厚度為1000埃；
(6)、光刻及腐蝕掉多晶硅區(qū)并由此向下呈現(xiàn)出凹狀得預(yù)定柵區(qū)范圍區(qū)域，從而使多晶硅層形成柵極導(dǎo)電層；
(7)、熱氧化多晶硅層側(cè)部形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)；
(8)、光刻及腐蝕掉源區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)殘留的的二氧化硅層、多晶硅層及氮化硅層，暴露源區(qū)形成源極的導(dǎo)電窗口；
(9)、VDMOS功率器件制作成功。應(yīng)當(dāng)應(yīng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神原則之內(nèi)，所作的任何修改、同等替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件，包括金屬底層、硅片、柵氧層、多晶硅層、熱氧化層、熱氧化側(cè)臺(tái)，其特征是，所述硅片被熱氧化作為柵氧化層，其中多晶硅下方生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅下保護(hù)層，該多晶硅層充任柵極導(dǎo)電層；所述多晶硅層上表面通過(guò)熱氧化生成二氧化硅層，在二氧化硅層上生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層上保護(hù)層，光刻多晶硅區(qū)形成柵極導(dǎo)電層，所述柵區(qū)由二氧化硅層、第二氮化硅層及多晶硅層形成的環(huán)形區(qū)構(gòu)成；所述多晶硅層側(cè)部通過(guò)熱氧化形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件，其特征是，所述柵氧層的厚度為400 700埃；氮化硅的厚度為600 800埃；多晶硅層厚度為9500 11000埃；熱氧化層(即二氧化硅隔離層)的厚度為3500 6500埃多晶硅層上方的氮化硅層厚度為600 1000 埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件，其特征是，所述源區(qū)由位于氮化硅層、熱氧化側(cè)臺(tái)外圍的環(huán)形區(qū)構(gòu)成，源電極的源區(qū)還包括一 N+導(dǎo)電區(qū)，光刻及腐蝕掉源區(qū)的二氧化硅層及氮化硅層形成源極的導(dǎo)電窗口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)功率器件，其特征是，所述的晶體管功率器件中，該晶體管功率器件為VDMOS功率器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)的功率器件的制造方法，其特征是，所述熱氧化生產(chǎn)柵氧層的氧化溫度為800 1200°C。
6.一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)的功率器件的制造方法，其特征是，包括如下步驟(1)、首先將已經(jīng)做完導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及終端結(jié)構(gòu)的硅片通過(guò)熱氧化的方法生成一層?xùn)叛鯇樱?2)、在柵氧層上以淀積的方法生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅的下保護(hù)層；(3)、生長(zhǎng)多晶硅層作為柵電極；(4)、熱氧化生長(zhǎng)的多晶硅層，形成二氧化硅層；(5)、在二氧化硅層上方生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅層的上保護(hù)層；(6)、光刻及腐蝕掉多晶硅區(qū)并由此向下呈現(xiàn)出凹狀的預(yù)定柵區(qū)范圍區(qū)域，從而使多晶硅層形成柵極導(dǎo)電層；(7)、熱氧化多晶硅層側(cè)部形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)；(8)、光刻及腐蝕掉源區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)殘留的的二氧化硅、多晶硅及氮化硅，暴露源區(qū)形成源極的導(dǎo)電窗口；(9)、VDMOS功率器件制作成功。
全文摘要
一種柵源側(cè)臺(tái)保護(hù)的功率器件及其制造方法，包括金屬底層、硅片、柵氧層、多晶硅層、熱氧化層、熱氧化側(cè)臺(tái)，所述硅片被熱氧化作為柵氧化層，其中多晶硅層下方生長(zhǎng)第一氮化硅層作為多晶硅下保護(hù)層，生長(zhǎng)多晶硅充任柵極導(dǎo)電層；所述熱氧化生成多晶硅層上面二氧化硅層再生長(zhǎng)第二氮化硅層作為多晶硅上保護(hù)層；所述熱氧化多晶硅層側(cè)部形成隔離柵極和源極的熱氧化側(cè)臺(tái)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低和產(chǎn)品易保證的諸多優(yōu)點(diǎn)，利用氮化硅在氧氣氣氛下氧化速率遠(yuǎn)低于硅或者多晶硅的氧化速率的特點(diǎn)能使柵極和源極能夠有效地短路，具有非常好的絕緣性能，大大的提高制造成品率。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102280483SQ20111022415
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月6日
發(fā)明者王新 申請(qǐng)人:深圳市穩(wěn)先微電子有限公司