[发明专利]一种适用于IGBT抵消应力的方法

说明书

本发明涉及集成电路设计制造技术领域，本发明提供了一种适用于IGBT抵消应力的方法，包括沟槽蚀刻、通过干法蚀刻工艺，对晶圆正面进行沟槽和划片槽的制作，通过划片槽将晶圆分割为各晶片区域，使得属于同一晶片内的沟槽方向与相邻的晶片的沟槽方向相互垂直，本发明通过改变晶圆上各晶片的排布方向，通过将两个相邻晶片的沟槽垂直设置，沟槽内结晶过程产生的应力通过两相垂直的沟槽相互抵消，降低晶圆的翘曲度，并通过控制淀积温度并配合RTA快速退火工艺，使得淀积工艺环节以及再结晶后晶体的应力最小化，保证流片的顺畅，提高晶片的成品率和质量；在研磨减薄工艺中利用正性光刻胶的特性，并通过保留划片槽处的正性光刻胶，抵消研磨工艺产生的应力。

技术领域

本发明涉及集成电路设计制造技术领域，具体而言，涉及一种适用于IGBT 抵消应力的方法。

背景技术

随着世界各国对节能减排的需求越来越迫切，IGBT在变频家电、工业控制、电动及混合动力汽车、新能源、智能电网等诸多产业获得了广泛的应用空。

IGBT器件作为高压半导体技术的前沿，是现阶段高压大功率应用的最佳解决方案。经过几十年的发展，为了追求更高的功率密度，更低的导通和开关损耗，IGBT器件经历了从PT(Punch Through穿通型)、NPT(Non Punch Through非穿通型)到FS(Field Stop 场截止)结构的发展。FS IGBT以其优异的动静态性能、极高的功率密度，成为了目前市场上的主流技术。

Trenchgate是IGBT发展的一个趋势，对于车载IGBT的性能要求来说，Trench gate更加适合，相对于平面IGBT来说，Trench gate有很多优势：(1)导通电阻进一步减小； (2)更有利于Pitch的不断缩小；(3)Trench Pitch结构优化减小栅电容，提高器件工作频率；(4)有利于IEGT的优化空间等。

IGBT生产过程中，在多晶硅填充阶段：多晶硅在产品上有两方面的作用。(1)在截止环区作为场板调节电场分布，优化电场分布；(2)在元胞区作为器件的栅极。作为最重要的栅极结构，多晶硅填充非常重要。由于该工艺沟槽比较深，因此在前道工艺的沟槽刻蚀特别做了有一定角度的沟槽，有利于多晶硅的填充。而存在的问题是，有一定角度的沟槽的多晶硅填充会导致另一个问题，应力问题。

如果在沟槽刻蚀和多晶硅填充阶段不优化好应力匹配问题的话，严重时会导致硅片出现严重的翘曲问题导致后续光刻工艺不能作业，最终硅片废弃；轻微时也会造成区熔型晶圆(FZ wafer)内部出现品格缺陷，进而影响产品质量甚至可靠性。

而另一方面，为了使IGBT更薄，需要对晶圆的背面进行研磨减薄，在此过程中极易发生由于背部加工产生的应力使得晶圆从划片槽位置处破裂造成废片的危险。

发明内容

本发明是这样实现的：

一种适用于IGBT抵消应力的方法，包括以下步骤：

S1、沟槽蚀刻、通过干法蚀刻工艺，对晶圆正面进行沟槽和划片槽的制作，通过划片槽将晶圆分割为各晶片区域，使得属于同一晶片内的沟槽方向与相邻的晶片的沟槽方向相互垂直；

S2、多晶硅填充过程中应力的抵消、通过沟道栅极聚乙烯淀积工艺在淀积温度为600℃的工作环境下将多晶硅填充入沟槽内部，形成的是无定型硅,然后将无定型硅在大于600℃的温度下进行热处理工艺使得无定型硅再结晶，通过相互垂直的沟槽设置和各工艺控制抵消多晶硅填充中产生的张应力；

S3、研磨减薄工艺中背面应力的抵消、利用正性光刻胶将晶圆正面覆盖进行加固，并对晶圆底部进行研磨，当研磨完成后，利用光刻机对正性光刻胶进行曝光处理，并保留划片槽表面的正性光刻胶，以方便后续工艺操作。

进一步的，所述晶圆材质为区熔型晶圆。

进一步的，所述热处理工艺为RTA快速退火工艺。

本发明的有益效果是：