专利名称：成长低应力绝缘栅双极型晶体管沟槽型栅极的方法
技术领域：
本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种成长低应力IGBT (绝缘栅双极型晶体管)沟槽型栅极的方法。
背景技术：
在半导体各类器件结构中，沟槽式晶闸管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IGBT器件。由于沟槽式晶闸管独特的高电压高电流的工作环境，要求其具有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翘曲度增加，导致整个IGBT工艺流程特别是光刻设备面临传送难题，甚至可能导致硅片无法流片或发生碎片事件。现有的沟槽型栅极制作方法是，在沟槽内和沟槽两侧的上端面成长一层IGBT沟槽栅极氧化层(结合图3所示)，然后在沟槽内一次性沉积多晶硅(结合图4所示)，填充沟槽作为栅极。由于多晶硅本身具有很大的正压力，导致硅片翘曲度很差，使得后续工艺流程存在非常严重的传送碎片风险。参见
图1、2所示，采用现有的工艺方法形成的沟槽型栅极没有应力缓冲层的存在，导致多晶硅的正应力没有地方可以释放或缓解，使得硅片将翘曲很厉害。IGBT工艺流程曲率半径如表I所示，在硅片流片过程中，在栅极多晶硅成膜前，硅片曲率半径都很大，即硅片很平坦，但在多晶硅成膜后，将使得曲率半径变得很小，即硅片翘曲得很厉害，随着后续工艺应力的累积，硅片到达最后金属层时，曲率半径变得非常小，即硅片翘曲得非常厉害，导致后续光刻传送问题。
权利要求
1.一种成长低应力绝缘栅双极型晶体管沟槽型栅极的方法，其特征在于在沟槽内和沟槽两侧的上端面成长一层栅极氧化层；在多晶硅炉管上增加一路氧气管路，在沟槽内沉积多晶硅进行多晶硅成膜，并将需要成膜的多晶硅分多个步骤在一次程式中完成；在每个多晶硅成膜步骤完成后，通入稀薄的氧气，且关闭反应气体，成长一层很薄的氧化层作为应力缓冲层，然后多次重复上述过程，即形成漏氧式多晶硅，并用其填充沟槽。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于沉积多晶硅时的温度为450 700°C;当采用低压化学汽相淀积LPCVD炉管沉积多晶硅时温度为530°C。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于沉积多晶硅时的压力为10 1000帕；当采用低压化学汽相淀积LPCVD炉管沉积多晶硅时压力为25帕。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于在一次程式中分2 10个步骤完成多晶硅成膜。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于在一次程式中分4个步骤完成多晶硅成膜。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于形成漏氧型多晶硅可在一个机台一次完成，也可在一个机台分多次进行。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多晶硅炉管为垂直式炉管或水平式炉管。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述稀薄的氧气为5-50sCCm。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述很薄的氧化层厚度为10-100埃。
全文摘要
本发明公开了一种成长低应力绝缘栅双极型晶体管沟槽型栅极的方法，在沟槽内和沟槽两侧的上端面成长一层IGBT沟槽栅极氧化层；在多晶硅炉管上增加一路氧气管路，在沟槽内沉积多晶硅进行多晶硅成膜，并将需要成膜的多晶硅分多个步骤在一次程式中完成，在每个多晶硅成膜步骤完成后，通入稀薄的氧气，且关闭反应气体，成长一层很薄的氧化层作为应力缓冲层，然后多次重复上述过程，即形成漏氧式多晶硅，并用其填充沟槽。本发明能有效降低硅片应力，且不会影响多晶硅作为栅极的电学性能。
文档编号H01L21/283GK103035499SQ20121014700
公开日2013年4月10日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者成鑫华, 李琳松, 肖胜安, 孙勤 申请人:上海华虹Nec电子有限公司