信息来源: 时间:2020-12-7
(1)一次氧化
在以(100)面的N+-Si为基片的N-外延层上,生长一层二氧化硅掩膜。如图6-26(a)所示。
硼扩散,形成衬底P区,扩散深度约为2μm左右。如图6-26(b)所示
磷扩散,形成源区,结深约为1μm左右,并作低温淀积,生成二氧化硅保护膜。如图6-26(c)所示。
光刻V形槽窗口,用水合联氨腐蚀V形槽。如图6-26(d)所示。
预刻引线孔,并做栅氧化,表面饨化磷处理。如图6-26(e)所示。
刻引线孔、蒸铝、反刻电极,完成电极引线。如图6-26(f)所示。至此,芯片形成。
以上工艺,除了V形槽腐蚀工艺以外,都是常规的平面工艺。而V形槽的腐蚀是最关键的一环。因为VMOS晶体管的沟道在V形槽壁旁边,所以腐蚀质量的好坏对VMOS特性有显著的影响。
V形槽的腐蚀,是利用Si单晶各向异性的化学性质。VMOS的主要工艺过程。腐蚀液可用水合联氨(即水合肼N2H4H2O)或水和异丙醇缓冲的KOH混合液。
V形槽的腐蚀过程是这样的:首先在(100)面上开出V形槽孔,然后把片子放入加热到80~100℃的腐蚀液中,由于(100)面的腐蚀速度很快,裸露的(100)表面很快就腐蚀出凹坑。与(100)晶面成54.74°交角的(111)晶面,沿着腐蚀窗孔的四边向体内伸展下去,构成一个四面棱锥。如图6-27所示。因为(111)晶面的腐蚀速度特别慢,所以当腐蚀窗孔(100)表面全部腐蚀完时,腐蚀坑的侧壁全部由(111)晶面限定,腐蚀就基本自动停止。
必须注意,光刻窗口的边线必须严格平行或垂直于〈110〉方向,如有偏离,腐蚀坑会沿真正的〈110〉线发生钻蚀而产生畸变,如图6-28所示。VMOS的主要工艺过程。所以在版面设计V形槽时,就要特别注意。
除了上述铝栅VMOS以外,还可结合硅栅等工艺,制作VMOS晶体管及集成电路,使器件的性能得到进一步改善。
VMOS工艺虽然复杂,但只要仔细操作,完全可以控制得好的。VMOS的主要工艺过程。一旦各向异性腐蚀技术成为非常容易操作的常规工艺,VMOS工艺将被人们普遍用来制造大规模MOS集成电路。
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