[发明专利]沟槽金属氧化物半导体势垒肖特基二极管器件的制造方法

说明书

本发明公开了一种沟槽金属氧化物半导体势垒肖特基二极管器件的制造方法，所述方法包括：提供晶圆衬底；在所述晶圆衬底上形成外延层；在所述外延层中形成多个间隔的沟槽式多晶结构；在所述外延层上形成表面膜层；执行离子溅射以在所述表面膜层上形成金属膜层；其中，对所述外延层执行第一处理，以增大所述外延层对所述晶圆衬底的压应力，和/或，对所述表面膜层执行第二处理，以增大所述表面膜层的致密度。根据本发明提供的方法，通过增大所述外延层对所述晶圆衬底的压应力，和/或增大所述表面膜层的致密度，以抵消后续溅射形成金属膜层产生的张应力和/或增强晶圆的抗受力应变能力，避免晶圆发生翘曲变形，改善晶圆的平整度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种沟槽金属氧化物半导体势垒肖特基二极管器件的制造方法。

背景技术

沟槽金属氧化物半导体势垒肖特基二极管(Trench MOS Barrier SchottkyDiodes，TMBS)器件是一种引入沟槽MOS栅结构的功率器件，通过利用“电荷耦合”效应降低肖特基势垒处的电场强度，从而降低正向导通压降，同时获得较低的反向漏电流。在续流二极管、智能手机充电器，太阳能电池等实际应用中，TMBS正向导通压降和反向漏电流越低，功率损耗越少，效率也越高。

为了进一步提高TMBS器件的性能，需要增厚TMBS晶圆表面溅射的金属铝层的厚度(例如从4.5μm加厚到6μm)。然而，实际生产中，当溅射的金属铝层加厚时，晶圆的平整度降低，存在绕圆心一圈的翘曲，导致曝光时失焦不能作业，晶圆无法正常生产。因此，有必要提出一种沟槽金属氧化物半导体势垒肖特基二极管器件的制造方法，以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种沟槽金属氧化物半导体势垒肖特基二极管器件的制造方法，包括：

提供晶圆衬底；

在所述晶圆衬底上形成外延层；

在所述外延层中形成多个间隔的沟槽式多晶结构；

在所述外延层上形成表面膜层；

执行离子溅射以在所述表面膜层上形成金属膜层；

其中，对所述外延层执行第一处理，以增大所述外延层对所述晶圆衬底的压应力，和/或，对所述表面膜层执行第二处理，以增大所述表面膜层的致密度。

进一步，所述第一处理包括：增加所述外延层的厚度。

进一步，所述外延层的厚度与所述金属膜层的厚度成正比，所述外延层的厚度范围为50μm-60μm。

进一步，所述第一处理包括：提高形成所述外延层的温度。

进一步，形成所述外延层的温度与所述金属膜层的厚度成正比，形成所述外延层的温度范围为1100℃-1200℃。

进一步，所述表面膜层包括介质层和肖特基势垒金属层，其中，所述介质层位于所述晶圆的隔离区表面，所述肖特基势垒金属层位于所述晶圆的器件区表面。

进一步，所述第二处理包括：采用等离子增强化学气相沉积形成所述介质层。

进一步，所述金属膜层包括铝膜，所述铝膜的厚度大于或等于6μm。

进一步，在所述外延层中形成多个间隔的沟槽式多晶结构的步骤包括：

在所述外延层中形成多个间隔的沟槽；

在所述沟槽的底部和侧壁上形成氧化层；

在所述沟槽内填充多晶硅。