专利名称：半导体制造方法以及功率器件制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种半导体制造方法以及相应的功率器件制造方法。
背景技术：
半导体功率器件就是用半导体材料制造的输出较大功率的集成电路，例如大功率放大器、大功率达林顿管、大功率逻辑器件等。半导体功率器件在电子设备中存在广泛应用。对于诸如半导体功率器件之类的半导体器件的制造，在现有技术中，一般需要7张掩膜，具体地说，在有源区形成是需要第一张掩膜，在保护环注入时需要第二张掩膜，在沟槽形成时需要第三张掩膜，在源注入时需要第四张掩膜，在接触孔形成时需要第五张掩 膜，在金属层形成过程中需要第六张掩膜，最后在钝化层形成过程中需要第七张掩膜。基于上述工艺流程，提出了一种改进的尤其针对半导体功率器件的半导体器件的制造方法，在改进的工艺流程中，仅仅需要采用6张掩膜。更具体地说，首先利用第一张掩膜进行沟槽形成，然后利用第二张掩膜形成P阱注入，此后利用第三张掩膜进行源注入，其后在接触孔形成时使用第四张掩膜，在金属层形成过程中然后使用第五张掩膜，最后，在钝化层形成过程中使用第六张掩膜。在改进的工艺流程中，将制造半导体功率器件的工艺流程中所使用的掩膜数量从7张降低到了 6张。因此，改进的工艺流程降低了制造半导体功率器件的成本。但是，随着半导体功率器件的更广泛的应用，系统能够提供一种能够进一步减少掩膜数量、同时能够提高半导体功率器件的性能的半导体功率器件制造工艺流程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够进一步减少掩膜数量、同时能够提高半导体功率器件的性能的半导体制造方法以及相应的功率器件制造方法。根据本发明的第一方面，提供了一种半导体制造方法，所述半导体包括端口区域和单元区域，所述半导体制造方法包括沟槽形成步骤，其中，首先在硅片表面形成第一掩膜，并且形成第一掩膜的图案，此后利用形成图案的第一掩膜在衬底中形成形成沟槽，然后去除第一掩膜；有源区注入步骤，其中，首先在硅片上的端口区域一侧布置第二掩膜，随后利用第二掩膜在单元区域进行有源区注入以便在硅片表面形成注入区，然后去除第二掩膜；孔形成步骤，其中，首先在硅片表面形成第三掩膜，并且形成第三掩膜的图案，此后利用形成图案的第三掩膜执行刻蚀，从而形成孔部分；以及阱区注入步骤，其中不使用掩膜而是进行覆盖注入，以无差别地对晶圆芯片的整个表面进行注入，从而形成阱区。优选地，沟槽形成步骤先于有源区注入步骤执行，有源区注入步骤先于孔形成步骤执行，并且孔形成步骤先于阱区注入步骤执行。
优选地，在执行沟槽形成步骤之前执行衬垫氧化层形成步骤，其中在衬底表面上
布置衬垫氧化层。优选地，在执行沟有源区注入步骤之后先在硅片上形成氧化层，然后执行孔形成步骤。优选地，在阱区注入步骤中，首先在晶圆芯片的整个表面覆盖一层氮化硅作为防护层，然后执行注入。优选地，阱区注入步骤中通过覆盖注入形成的阱区的位置对应于孔形成步骤中形成的孔区域的位置。优选地，阱区注入步骤中通过覆盖注入形成的阱区的掺杂类型与有源区注入步骤中形成的注入区的掺杂类型相反。
优选地，阱区注入步骤中通过覆盖注入形成的阱区的掺杂类型为P型，有源区注入步骤中形成的注入区的掺杂类型为N型。根据本发明的第二方面，提供了一种功率器件制造方法，其特征在于采用了根据本发明第一方面所述的半导体制造方法。根据本发明的半导体制造方法以及相应的功率器件制造方法减少了掩膜数量，从而降低了工艺成本。并且，根据本发明的半导体制造方法以及相应的功率器件制造方法有效地提高了器件性能。
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中图I示意性地示出了根据本发明实施例的半导体制造方法的沟槽形成步骤之后的截面示图。图2示意性地示出了根据本发明实施例的半导体制造方法的有源区注入步骤之后的截面示图。图3示意性地示出了根据本发明实施例的半导体制造方法的孔形成步骤之后的截面示图。图4示意性地示出了根据本发明实施例的半导体制造方法的阱区注入步骤之后的截面示图。需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施例方式为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。图I至图4示意性地示出了根据本发明实施例的半导体制造方法的各个步骤。具体地说，本发明实施例提供了一种半导体制造方法，该方法可制造包括端口区域A和单元区域B的半导体。更具体地说，根据本发明实施例的半导体制造方法包括首先，执行沟槽形成步骤，其中，首先在硅片表面形成第一掩膜(未图示)，并且形成第一掩膜的图案；此后利用形成图案的第一掩膜在衬底中形成形成沟槽2，此后去除第一掩膜。通过沟槽形成步骤得到的半导体截面结构如图I所示。其中，优选地，在执行沟槽形成步骤之前可执行衬垫氧化层形成步骤，其中可在衬底表面上布置衬垫氧化层(pad oxide) 1，如图I所示。其中，衬垫氧化层可在浅沟槽隔离(shallow trench isolation, STI)和娃的选择氧化(Local Oxidation of Silicon,L0C0S)工艺中，先于氮化物沉积之前长的一层起缓冲作用的氧化膜，这层氧化膜主要作用是减少氮化硅和硅的应力，其次其在注入前能起到减少注入损伤的作用。在执行沟槽形成步骤之后的工艺过程中，执行有源区注入步骤。具体地说，在有源区注入步骤中，首先，在硅片上的端口区域A的一侧布置第二掩膜PRl，随后，利用第二掩膜PRl在单元区域B进行有源区注入以便在硅片表面形成注入区3。通过有源区注入步骤得到的半导体截面结构如图2所示。此后，在有源区注入步骤中去除第二掩膜PR1。
如图2所示，“在硅片上的端口区域A的一侧布置第二掩膜PR1”可以理解为“先整体在端口区域A和单元区域B上布置掩膜，然后去除单元区域B上的掩膜”。更具体地说，有源区注入步骤中执行的是N型注入，由此形成N型的注入区3。在执行沟有源区注入步骤之后的工艺过程中，首先在硅片上形成氧化层4 (例如，氧化层4可以是一个低温氧化层)，此后执行孔形成步骤。更具体地说，在孔形成步骤中，首先，在硅片表面形成第三掩膜(未图示)并且形成第三掩膜的图案；此后利用形成图案的第三掩膜对氧化层4、衬垫氧化层I、以及注入区3进行刻蚀。从而，在端口区域A中形成第一孔部分51，并且单元区域B中形成第二孔部分52。通过孔形成步骤得到的半导体截面结构如图3所示。在执行孔形成步骤之后的工艺过程中，执行阱区注入步骤。具体地说，在阱区注入步骤中不使用掩膜，而是进行覆盖注入(blanket implant)。更具体地说,覆盖注入指的是没有利用掩膜，而是无差别地对晶圆芯片的整个表面进行注入，当然，优选地，在优选实施例中，可以在晶圆芯片的整个表面覆盖一层SIN (氮化硅)作为防护层。由此，在阱区注入步骤中通过覆盖注入形成阱区(61，62)。通过覆盖注入步骤得到的半导体截面结构如图4所
/Jn o如图4所示，由于没有使用掩膜，因此，阱区注入步骤中通过覆盖注入形成的阱区的位置对应于孔形成步骤中形成的孔区域的位置。具体地说，阱区注入步骤在端口区域A中形成对应于第一孔部分51的第一阱区部分61，并且在单元区域B中形成对应于第二孔部分52的第二阱区部分62。优选地，第一阱区部分61和第二阱区部分62的掺杂类型与注入区3的掺杂类型相反。更具体地说，例如，在具体实施例中，第一阱区部分61和第二阱区部分62是P型阱区。此后，例如，可以如现有技术的工艺一样执行金属层形成步骤以及钝化层形成步骤。例如，在金属层形成步骤中，首先在硅片表面形成第四掩膜(未图示)并且形成第四掩膜的图案；此后利用形成图案的第四掩膜形成期望的金属层。同样，例如在钝化层形成步骤中，首先在硅片表面形成第五掩膜(未图示)并且形成第五掩膜的图案；此后利用形成图案的第五掩膜形成期望的钝化层。这些步骤与现有技术一样，并且可以采用任意合适的工艺，因此不再详述。由此，描述了根据本发明优选实施例的半导体制造工艺。如上所述，可以看出，在根据本发明实施例的半导体制造过程中，上述整个过程仅仅采用了五张掩膜，相对于现有技术来说，减少了掩膜数量，从而降低了工艺成本。并且，通过测试可知，上述根据本发明实施例的半导体制造工艺流程可有效地提高器件性能。在本发明的具体的优选实施例中，上述半导体结构(端口区域A和单元区域B以及它们中的具体层次以及具体结构)显然可以作为半导体功率器件；因此，上述半导体制造方法可用做功率器件制造方法来制造半导体功率器件。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下， 都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种半导体制造方法，所述半导体包括端口区域和单元区域，其特征在于所述半导体制造方法包括 沟槽形成步骤，其中，首先在硅片表面形成第一掩膜，并且形成第一掩膜的图案，此后利用形成图案的第一掩膜在衬底中形成形成沟槽，然后去除第一掩膜；有源区注入步骤，其中，首先在硅片上的端口区域一侧布置第二掩膜，随后利用第二掩膜在单元区域进行有源区注入以便在硅片表面形成注入区，然后去除第二掩膜； 孔形成步骤，其中，首先在硅片表面形成第三掩膜，并且形成第三掩膜的图案，此后利用形成图案的第三掩膜执行刻蚀，从而形成孔部分；以及 阱区注入步骤，其中不使用掩膜而是进行覆盖注入，以无差别地对晶圆芯片的整个表面进行注入，从而形成阱区。
2.根据权利要求I所述的半导体制造方法，其特征在于，沟槽形成步骤先于有源区注入步骤执行，有源区注入步骤先于孔形成步骤执行，并且孔形成步骤先于阱区注入步骤执行。
3.根据权利要求I或2所述的半导体制造方法，其特征在于，在执行沟槽形成步骤之前执行衬垫氧化层形成步骤，其中在衬底表面上布置衬垫氧化层。
4.根据权利要求I或2所述的半导体制造方法，其特征在于，在执行沟有源区注入步骤之后先在硅片上形成氧化层，然后执行孔形成步骤。
5.根据权利要求I或2所述的半导体制造方法，其特征在于，在阱区注入步骤中，首先在晶圆芯片的整个表面覆盖一层氮化硅作为防护层，然后执行注入。
6.根据权利要求I或2所述的半导体制造方法，其特征在于，阱区注入步骤中通过覆盖注入形成的阱区的位置对应于孔形成步骤中形成的孔区域的位置。
7.根据权利要求I或2所述的半导体制造方法，其特征在于，阱区注入步骤中通过覆盖注入形成的阱区的掺杂类型与有源区注入步骤中形成的注入区的掺杂类型相反。
8.根据权利要求I或2所述的半导体制造方法，其特征在于，阱区注入步骤中通过覆盖注入形成的阱区的掺杂类型为P型，有源区注入步骤中形成的注入区的掺杂类型为N型。
9.一种功率器件制造方法，其特征在于采用了根据权利要求I至8之一所述的半导体制造方法。
全文摘要
本发明提供了半导体制造方法以及功率器件制造方法。半导体包括端口区域和单元区域。半导体制造方法包括沟槽形成步骤，其中首先在硅片表面形成第一掩膜，并形成第一掩膜的图案，此后利用形成图案的第一掩膜在衬底中形成形成沟槽，然后去除第一掩膜；有源区注入步骤，其中首先在硅片上的端口区域一侧布置第二掩膜，随后利用第二掩膜在单元区域进行有源区注入以便在硅片表面形成注入区，然后去除第二掩膜；孔形成步骤，其中首先在硅片表面形成第三掩膜，并形成第三掩膜的图案，此后利用形成图案的第三掩膜执行刻蚀，从而形成孔部分；以及阱区注入步骤，其中不使用掩膜而是进行覆盖注入以无差别地对晶圆芯片的整个表面进行注入，从而形成阱区。
文档编号H01L21/265GK102723263SQ20121023039
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者刘宪周, 沈思杰 申请人:上海宏力半导体制造有限公司