[发明专利]一种沟槽中溅射薄膜层填充方法和器件

说明书

本发明实施例提供一种沟槽中溅射薄膜层填充方法和器件，该方法包括：预先设定用于为待填充沟槽加热的基座温度，采用预设溅射功率向所述待填充沟槽内分层顺序填充溅射薄膜层；在后填充的所述溅射薄膜层才覆盖在在先填充的所述溅射薄膜层的表面；在后填充时采用的所述预设溅射功率与在先填充时采用的所述预设溅射功率不同；各层次薄膜层的厚度总和满足预设薄膜厚度。在对具有高深宽比的沟槽中进行溅射薄膜层填充时，可以在预设的温度下，划分为多个功率等级进行填充。在填充时，可以采用回流和沉积交替的方式，能够有效防止槽口封闭而形成槽内空洞；功率由低到高循序渐进，能够有效避免沟槽底部钉穿失效，保证器件结构完整。

技术领域

本发明涉及显示工艺技术领域，尤其涉及一种沟槽中溅射薄膜层填充方法和器件。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT） 器件因其功率大、频率高、损耗低的特性逐步取代了传统功率器件，在轨道交通、高压输变电等新兴产业中作为关键器件得到广泛应用。与平面栅IGBT相比，沟槽栅IGBT能显著改善通态压降与关断能量的折衷关系，更适用于中低压高频应用领域。随着IGBT沟槽栅技术的快速发展，器件栅压在N漂移区中形成电子积累层，增强了PIN （Positive Intrinsic Negative）二极管中的电子注入，提高了表面的载流子浓度，降低了沟道电阻。芯片结构不断精细化，栅极间距离不断减小，深度逐渐增加，对Al电极填充的工艺要求也越来越高。

在现有技术中，对IGBT沟槽进行填充时，采用了基座500℃以上的高温，增加Al的流动性，但是过高的温度会造成TiN阻挡层失效，使Al、Si之间发生互扩散，发生钉穿。Al已经穿过阻挡层，进入到Si内部，破坏了沟槽栅结构，使器件失效；同时，部分Si固溶于Al内，当温度下降之后，Al中的Si将处于过饱和状态而析出，使电阻提高，也会使器件性能下降。

基于此，需要一种简单、有效的实现高深宽比沟槽中溅射薄膜层填充的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种沟槽中溅射薄膜层填充方法和器件，本发明需要一种简单、有效的实现高深宽比沟槽中溅射薄膜层填充的技术方案。

第一方面，本发明实施例提供一种沟槽中溅射薄膜层填充方法，包括：

预先设定用于为待填充沟槽加热的基座温度，采用预设溅射功率向所述待填充沟槽内分层顺序填充溅射薄膜层；

在后填充的所述溅射薄膜层覆盖在在先填充的所述溅射薄膜层的表面；在后填充时采用的所述预设溅射功率与在先填充时采用的所述预设溅射功率不同；

各层次薄膜层的厚度总和满足预设薄膜厚度。

进一步地，若所述溅射薄膜层为三层，所述溅射薄膜层填充方法包括：

采用第一溅射功率向所述待填充沟槽内进行薄膜填充，经过第一沉积时间和第一回流时间的沉积回流后，形成第一溅射薄膜层；

在所述第一溅射薄膜层表面，采用第二溅射功率进行薄膜填充，经过第二沉积时间和第二回流时间的沉积回流后，形成第二溅射薄膜层；

在所述第二溅射薄膜层表面，采用第三溅射功率进行薄膜填充，经过第三沉积时间后，形成第三溅射薄膜层；

其中，所述第一溅射功率小于所述第二溅射功率，所述第二溅射功率小于第三溅射功率；所述待填充沟槽的深度值大于宽度值。

进一步地，所述第一沉积时间大于所述第二沉积时间，所述第三沉积时间大于所述第二沉积时间。

进一步地，所述预先设定用于为待填充沟槽加热的基座温度为390~420摄氏度。

进一步地，采用预设溅射功率向所述待填充沟槽内分层次填充溅射薄膜层之前，还包括：