專利名稱：成長低應(yīng)力igbt溝槽型柵極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種成長低應(yīng)力IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)溝槽型柵極的方法。
背景技術(shù)：
在半導體各類器件結(jié)構(gòu)中，溝槽式晶閘管由于其特殊的通道特性和電學特征被廣泛運用于各類功率器件，特別是IGBT器件。由于溝槽式晶閘管獨特的高壓高電流的工作環(huán)境，要求其具有較大尺寸的溝槽柵極。隨著終端客戶對器件的性能要求的提升，器件所需要的溝槽愈來愈深，由此帶來的溝槽式柵極的應(yīng)力愈發(fā)突出。嚴重的應(yīng)力將導致硅片翹曲度增加，導致整個IGBT工藝流程特別是光刻設(shè)備面臨傳送難題，甚至可能導致硅片無法流片或發(fā)生碎片事件。現(xiàn)有的溝槽型柵極制作方法是，在溝槽內(nèi)和溝槽兩側(cè)的上端面成長一層IGBT溝槽柵極氧化層，然后在溝槽內(nèi)一次性沉積多晶硅，填充溝槽作為柵極。由于多晶硅本身具有很大的正壓力，導致硅片翹曲度很差，使得后續(xù)工藝流程存在非常嚴重的傳送碎片風險。參見

圖1、2所示，采用現(xiàn)有工藝方法形成的溝槽型柵極由于沒有應(yīng)力緩沖層的存在，導致多晶硅的正應(yīng)力沒有地方可以釋放或緩解，使得硅片將翹曲很厲害。IGBT工藝流程曲率半徑見下表I。在硅片流片過程中，在柵極多晶硅成膜前，硅片曲率半徑都很大，即硅片很平坦，但在多晶硅成膜后，將使得曲率半徑變得很小，即硅片翹曲得很厲害，隨著后續(xù)工藝應(yīng)力的累積，硅片到達最后金屬層時，曲率半徑變得非常小，即硅片翹曲得非常厲害，導致后續(xù)光刻傳送問題。
權(quán)利要求
1.一種成長低應(yīng)力絕緣柵雙極型晶體管IGBT溝槽型柵極的方法，包括如下步驟 第一步，在溝槽內(nèi)和溝槽兩側(cè)的硅片上端面上成長一層溝槽柵極氧化層，在該溝槽柵極氧化層上沉積一層較薄的多晶硅層，并保證溝槽還有很大的空間沒有填充，之后進行多晶硅部分回刻，打開溝槽開口 ；其特征在于，還包括 第二步，在所述多晶硅層上成膜一緩沖層； 第三步，對所述緩沖層進行回刻，僅保留溝槽側(cè)壁的緩沖層； 第四步，沉積器件所需要膜厚的柵極多晶硅，完成溝槽的填充。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第一步中所述較薄的多晶硅層厚度為I (K) IOOOOA，優(yōu)選為IOOOA。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于實施第二步時，所述緩沖層采用二氧化硅膜；所述緩沖層的成膜溫度為500 750°C，優(yōu)選為680°C ;所述緩沖層的成膜壓力為10 1000帕，優(yōu)選為60帕。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于實施步驟一沉積較薄的多晶硅層和實施步驟四沉積柵極多晶硅時的溫度為450 470°C ;當采用低壓化學汽相淀積LPCVD爐管沉積多晶硅時溫度為530°C。
5.如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于實施步驟一沉積較薄的多晶硅層和實施步驟四沉積柵極多晶硅時的壓力為10 1000帕；當采用低壓化學汽相淀積LPCVD爐管沉積多晶硅時壓力為25帕。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一步至第四步根據(jù)情況可多次循環(huán)執(zhí)行，多次循環(huán)執(zhí)行時的次數(shù)為2 10次。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成長低應(yīng)力IGBT溝槽型柵極的方法，第一步，在溝槽內(nèi)和溝槽兩側(cè)的硅片上端面上成長一層溝槽柵極氧化層，在該溝槽柵極氧化層上沉積一層較薄的多晶硅層，并保證溝槽還有很大的空間沒有填充，之后進行多晶硅部分回刻，打開溝槽開口；第二步，在所述多晶硅層上成膜一緩沖層；第三步，對所述緩沖層進行回刻，僅保留溝槽側(cè)壁的緩沖層；第四步，沉積器件所需要膜厚的柵極多晶硅，完成溝槽的填充。本發(fā)明能有效降低硅片面內(nèi)應(yīng)力，且不會影響器件的電學性能。
文檔編號H01L21/285GK103035498SQ201210146128
公開日2013年4月10日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者成鑫華, 李琳松, 肖勝安, 孫勤, 孫娟, 袁苑 申請人:上海華虹Nec電子有限公司