改善溝槽式超級結(jié)擊穿電壓均勻性的工藝研究.pdf

1、超級結(jié)器件和傳統(tǒng)功率器件相比有導(dǎo)通電阻低擊穿電壓高的特點(diǎn)，在汽車電子，低壓電機(jī)，變頻器，逆變器，電壓控制器件和變壓器等領(lǐng)域，具有越來越廣泛的應(yīng)用。本文針對如何改善超級結(jié)器件的擊穿電壓參數(shù)問題，從深溝槽的刻蝕、深溝槽的光刻工藝和溝槽內(nèi)外延層的生長等三個方面開展了研究。本文的研究結(jié)果改善了超級結(jié)器件擊穿電壓參數(shù)的均勻性和穩(wěn)定性同時提高了產(chǎn)品成品率。這一研究為超級結(jié)芯片的國產(chǎn)化做出了貢獻(xiàn)。
　　首先在超級結(jié)器件深溝槽的刻蝕方面，通過實(shí)驗(yàn)

2、比對發(fā)現(xiàn)相對LamTCP9400PTX而言Lam TCP9400DSIE作為溝槽的刻蝕機(jī)臺具有明顯的刻蝕深度均勻性優(yōu)勢。本文同時研究了溝槽刻蝕機(jī)臺的參數(shù)對形貌和均勻性的影響，最終確定了以SF6/O2為主刻蝕氣體，反應(yīng)壓力在30～35mT，溫度為15攝氏度等為基準(zhǔn)的刻蝕工藝條件。另外溝槽刻蝕過程無論那種機(jī)臺都會出現(xiàn)晶圓邊緣的針狀缺陷。針對這一缺陷問題，本文對機(jī)臺進(jìn)行了改造，開發(fā)了一種稱為BSR(bottomshadow ring)的部件，

3、加入這一部件后能夠完全消除邊緣缺陷同時對均勻性有了進(jìn)一步的提升。
　　對溝槽刻蝕工藝優(yōu)化后，發(fā)現(xiàn)擊穿電壓性能得到了改善，但是擊穿電壓在晶圓上的分布依然存在不均勻的問題。通過溝槽光刻尺寸的分組實(shí)驗(yàn)找到了擊穿電壓與溝槽尺寸的相關(guān)性，根據(jù)這樣的相關(guān)性本文提出了一種通過采用不同曝光能量的新的深溝槽光刻工藝，從而改善了溝槽尺寸分布以及晶圓擊穿電壓分布的均勻性。
　　最后本文對溝槽內(nèi)外延層的生長做了進(jìn)一步優(yōu)化，提出了一種輔助摻雜的新工藝