一种DMOS晶体管的制备方法及DMOS晶体管.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201310395493.9(22)申请日 2013.09.03H01L 21/336(2006.01)H01L 21/304(2006.01)H01L 29/78(2006.01)(71)申请人北大方正集团有限公司地址 100871 北京市海淀区成府路298号中关村方正大厦808室申请人深圳方正微电子有限公司(72)发明人陈定平 张忠华(74)专利代理机构北京银龙知识产权代理有限公司 11243代理人许静 黄灿(54) 发明名称一种DMOS晶体管的制备方法及DMOS晶体管(57) 摘要本发明提供一种DMOS晶体管的制备方法及DMOS晶体

2、管，涉及半导体制造技术领域，包括：提供一硅片，在所述硅片上形成栅绝缘层以及栅极；在所述硅片正面沉积第一金属层，对所述第一金属层进行刻蚀形成源极；用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄，在所述硅片的背面沉积第二金属层做漏极，形成DMOS晶体管。改变现有减薄技术中采用的325目加600目工艺，增加了背面硅表面的粗糙度，使得背面金属与背面硅表面之间融合更好，源极与漏极之间电阻更小、Vfsd更小，从而解决了DMOS产品减薄后Vfsd扇形失效的问题。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图4页(10)申请公布号 CN

3、104425274 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104425274 A1/1页21.一种DMOS晶体管的制备方法，其特征在于，包括：提供一硅片；在所述硅片上形成栅绝缘层以及栅极；在所述硅片正面沉积源极所用的第一金属层；对所述第一金属层进行刻蚀形成源极；用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄；在所述硅片背面沉积第二金属层做漏极，形成DMOS晶体管。2.根据权利要求1所述的DMOS晶体管的制备方法，其特征在于，用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄的步骤后还包括：用含酸溶液对减薄后的硅片背面进行腐蚀。3.根据权利要求2所述的DMOS晶体管的制备方

4、法，其特征在于，用含酸溶液对减薄后的硅片背面进行腐蚀的步骤具体为：用含酸溶液对减薄后的硅片背面腐蚀20秒。4.根据权利要求2或3所述的DMOS晶体管的制备方法，其特征在于，所述含酸溶液为：氢氟酸和硝酸的混合溶液。5.根据权利要求1所述的DMOS晶体管的制备方法，其特征在于，用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄的步骤具体为：用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄，直至硅片减薄至设定的厚度值。6.根据权利要求1所述的DMOS晶体管的制备方法，其特征在于，在所述硅片背面沉积漏极所用的第二金属层的步骤具体为：在所述硅片背面蒸发钛、镍或银作漏极。7.根据权利要求1所述的

5、DMOS晶体管的制备方法，其特征在于，所述研磨轮为细度为325目的研磨轮。8.一种DMOS晶体管，其特征在于，所述DMOS晶体管是由如权利要求17任一项所述的方法制备得到的。权 利 要 求 书CN 104425274 A1/4页3一种 DMOS 晶体管的制备方法及 DMOS 晶体管技术领域0001 本发明涉及半导体制造技术领域，特别是DMOS晶体管的制备方法及DMOS晶体管。背景技术0002 分立型金属-氧化物-硅产品即DMOS产品（Discrete Metal-Oxide-Silicon 的缩写）背面研磨，将硅片厚度从625m减到300m左右，可降低DMOS产品源漏之间的电阻，增加芯片的韧性

6、、减少芯片体积，有利于芯片散热。研磨方式有切入式和缓进式两种，如图1所示，是切入式研磨减薄机，研磨轮1与载硅片的托盘2按相反方向不同转速相对旋转，同时研磨轮按一定的速度下降从而达到减薄效果，这样减薄后的纹路呈扇形分布。0003 如图2所示，是源漏间二极管正向导通压降Vfsd（Forward Voltage of diode between S，D）的测量方法：GS短接，S接地，SD加偏压Vsd，测量SD间电流Isd。增大Vsd，当Isd达到设定值时的Vsd测量值即为Vfsd；Vgs=0V，Isd=设定值。如图3所示，是Vfsd测量结果。0004 DMOS产品的背面金属化后作漏极（Drain），

7、正面金属化后做源极（Source），源和漏之间的电阻直接决定到源（S）与漏（D）间的导通压降。V=I*R（Isd一定），如图4所示，对硅片5减薄，硅片表面磨痕4上的背面金属层3作为D极。减薄磨痕粗细关系到漏极电阻，磨痕粗糙时背面金属与硅片表面接触面积大，Ti与Si之间融合好，S、D间电阻小，Isd一定时Vfsd也小；反之，减薄磨痕细时，背面金属与硅片表面接触面积小，Ti与Si之间融合不好，S、D间电阻较大，Isd一定时Vfsd较大、容易超上限。0005 如图5所示是减薄后的背面磨痕图，通过研磨机减薄后的硅片表面磨痕6呈扇形分布，某些DMOS产品的Vfsd规范范围很窄(01.0V)，很容易发生V

8、fsd超上限并呈扇形分布失效，如图6所示，Vfsd扇形失效区域是7。现有减薄技术是先采用磨痕粗糙的研磨轮减薄大部分，再用磨痕细的研磨轮减薄20um至要求厚度，这样因为背面的磨痕较细，背面金属与背面硅片的接触面积小、接触电阻大，导致Vfsd大、容易超上限，造成Vfsd扇形失效。发明内容0006 本发明要解决的技术问题是提供一种DMOS晶体管的制备方法及DMOS晶体管，解决DMOS产品减薄后Vfsd扇形失效的问题。0007 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种DMOS晶体管的制备方法，包括：0008 提供一硅片；0009 在所述硅片上形成栅绝缘层以及栅极；0010 在所述硅片正面沉积源极所

9、用的第一金属层；0011 对所述第一金属层进行刻蚀形成源极；0012 用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄；说 明 书CN 104425274 A2/4页40013 在所述硅片背面沉积第二金属层做漏极，形成DMOS晶体管。0014 其中，用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄的步骤后还包括：0015 用含酸溶液对减薄后的硅片背面进行腐蚀。0016 其中，用含酸溶液对减薄后的硅片背面进行腐蚀的步骤具体为：0017 用含酸溶液对减薄后的硅片背面腐蚀20秒。0018 其中，所述含酸溶液为：氢氟酸和硝酸的混合溶液。0019 其中，用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片

10、背面进行一次减薄的步骤具体为：0020 用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄，直至硅片减薄至设定的厚度值。0021 其中，在所述硅片背面沉积漏极所用的第二金属层的步骤具体为：0022 在所述硅片背面蒸发钛、镍或银作漏极。0023 其中，所述研磨轮为细度为325目的研磨轮。0024 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种DMOS晶体管，所述DMOS晶体管是由如上所述方法制备的。0025 本发明的上述技术方案的有益效果如下：0026 上述方案中，通过只采用磨痕粗的研磨轮（即细度为325目的研磨轮）来减薄硅片背面，不仅提高了速度，也增加了表面磨痕的粗糙度，使源漏之间的电阻减小，Vf

11、sd减小，大大降低了Vfsd扇形失效的几率，提高了减薄的成功率。附图说明0027 图1为切入式研磨减薄机的工作示意图；0028 图2为源漏间二极管正向导通压降Vfsd的测量方法示意图；0029 图3为Vfsd测量结果；0030 图4为硅片表面磨痕示意图；0031 图5为减薄后背面磨痕图；0032 图6为Vfsd扇形失效图；0033 图7为现有技术减薄后磨痕示意图；0034 图8为本发明的实施例减薄后磨痕示意图。具体实施方式0035 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。0036 本发明针对现有的DMOS产品减薄后Vfsd扇形失效的问题，提供

12、一种DMOS晶体管的制备方法及DMOS晶体管。0037 如图8所示，本发明的实施例一种DMOS晶体管的制备方法，包括：0038 步骤81，提供一硅片；0039 步骤82，在所述硅片上形成栅绝缘层以及栅极；说 明 书CN 104425274 A3/4页50040 步骤83，在所述硅片正面沉积源极所用的第一金属层；其中第一金属为：Al或Si或Cu；0041 步骤84，对所述第一金属层进行刻蚀形成源极；0042 步骤85，用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄；0043 步骤86，在所述硅片背面沉积第二金属层做漏极，形成DMOS晶体管。0044 目是表征成品细度的单位，用细度小于60

13、0目研磨轮代替用细度为325目加600目研磨轮减薄，不仅提高速度，也增加表面磨痕的粗糙度，与图7现有技术磨痕8相比，图8中本发明磨痕9的细度明显粗糙，这样，背面金属层3的金属与硅片5表面接触面积大，金属与硅之间的融合好，源极与漏极之间的电阻较小，Vfsd也小，不容易扇形失效。0045 但是磨痕粗，应力较大，就需要增加背面硅腐蚀时间来改善表观，消除应力，所以本发明的实施例一种DMOS的制备方法，用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄的步骤后还包括：0046 用含酸溶液对减薄后的硅片背面进行腐蚀。0047 通过酸液的腐蚀，消除了用细度小于600目的研磨轮减薄后留下的较多的表面硅屑和

14、应力，释放内部损伤。0048 其中，用含酸溶液对减薄后的硅片背面进行腐蚀的步骤具体为：0049 用含酸溶液对减薄后的硅片背面腐蚀20秒。0050 由于用小于600目研磨轮减薄后，磨痕粗，应力大，所以增加背面硅腐蚀时间到20秒，以达到改善表观，消除应力的目的。0051 其中，所述含酸溶液为：氢氟酸和硝酸的混合溶液。0052 即用氢氟酸和硝酸混合液对硅片研磨面进行化学腐蚀，达到清除表面硅屑、释放内部损伤和应力的目的，反应式如下：0053 Si+4HNO3=SiO2+2H2O+4NO20054 SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O0055 其中，用细度小于600目的研磨轮对硅片背面进行一次减薄的

15、步骤为：0056 用细度小于600目的研磨轮对半导体硅片背面进行一次减薄，直至硅片减薄至设定的厚度值。0057 减少了对细度为600目的研磨轮的使用，通过细度小于600目的研磨轮直接将硅片减薄到设定的厚度值，不仅提高速度，也增加表面磨痕的粗糙度。0058 在实际应用中，以背面金属作为漏极，所以，本发明的实施例中，在所述硅片背面沉积漏极所用的第二金属层的步骤具体为：0059 在所述硅片背面蒸发钛、镍或银做漏极。0060 在上述实施例中，选用研磨轮细度小于600目的研磨轮，其中，所述研磨轮为细度为325目的研磨轮。0061 通过上述实施例，解决了DMOS产品减薄后Vfsd扇形失效问题，减少了因此失

16、效导致的产品返工和报废。0062 为了更好地实现上述目的，本发明的实施例还提供一种DMOS晶体管，所述DMOS晶体管是由如上所述的方法制备的，所述方法的实施例的有益效果均适用于此DMOS晶体管。0063 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员说 明 书CN 104425274 A4/4页6来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说 明 书CN 104425274 A1/4页7图1图2图3说 明 书 附 图CN 104425274 A2/4页8图4图5说 明 书 附 图CN 104425274 A3/4页9图6图7说 明 书 附 图CN 104425274 A4/4页10图8说 明 书 附 图CN 104425274 A10