專(zhuān)利名稱：防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，特別涉及一種在雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)
體(DMOS)工藝中防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù)：
DMOS工藝是當(dāng)今半導(dǎo)體界流行的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (Power MOSFET )芯片制造技術(shù)，它分為平面DMOS工藝和溝槽DMOS工藝。 在平面DMOS工藝或是溝槽DMOS工藝中，都會(huì)在DMOS芯片的柵極形成柵 極焊點(diǎn)(Gate Pad )。
現(xiàn)有技術(shù)中，形成柵極焊點(diǎn)的步驟包括首先在襯底上依次沉積柵極氧化
層以及柵極介質(zhì)層；接著對(duì)柵極介質(zhì)層進(jìn)行光刻，以將柵極焊點(diǎn)位置處的柵極
介質(zhì)層完全刻蝕掉；之后再沉積接觸孔(Contact)介質(zhì)層，并對(duì)接觸孔介質(zhì)層 進(jìn)行光刻，光刻顯影后刻蝕接觸孔介質(zhì)層，但這時(shí)將柵極焊點(diǎn)位置處的接觸孔 介質(zhì)層完全保留；然后沉積金屬層并刻蝕金屬層，但保留柵極焊點(diǎn)位置處的金 屬層。這樣即形成了柵極焊點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如圖l所示，從下往上依次包括襯底 1、柵極氧化層2、接觸孔介質(zhì)層3、及金屬層4。由于柵極焊點(diǎn)處的接觸孔介 質(zhì)層3表面沒(méi)有任何圖形，非常光滑，這會(huì)導(dǎo)致DMOS芯片在壓焊時(shí)由于金屬 層4與接觸孔介質(zhì)層3的黏附力不足而產(chǎn)生金屬層4脫落的風(fēng)險(xiǎn)，從而影響 DMOS的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的 柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其形成方法，以增加金屬層和接觸孔介質(zhì)層的黏附力。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
4一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，該柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)從下往 上依次包括襯底、柵極氧化層、柵極介質(zhì)層、接觸孔介質(zhì)層及金屬層；其中，
沉積在柵極氧化層之上的柵極介質(zhì)層呈間隔分布；接觸孔介質(zhì)層在有柵極介質(zhì) 層的區(qū)域形成有接觸孔；金屬層沉積在接觸孔介質(zhì)層上，并與從接觸孔露出的 柵極介質(zhì)層接觸。
其中，所述柵極介質(zhì)層通過(guò)接觸孔全部或部分地露出。
一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形成方法，該方法包括 以下步驟
Al)在襯底上生長(zhǎng)有柵極氧化層，并在柵極氧化層之上沉積柵極介質(zhì)層； A2)在所述柵極介質(zhì)層上涂布光刻膠，對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影，顯影后
在柵極焊點(diǎn)處留下呈間隔分布的光刻膠，并露出被顯影去除的光刻膠處的柵極
介質(zhì)層；
A3)刻蝕掉所述露出的柵極介質(zhì)層后去除光刻膠，在柵極焊點(diǎn)處露出未刻 蝕的呈間隔分布的柵極介質(zhì)層；
A4)在呈間隔分布的柵極介質(zhì)層以及未被柵極介質(zhì)層覆蓋的柵極氧化層上 沉積接觸孔介質(zhì)層；
A5)在所述接觸孔介質(zhì)層上涂布光刻膠，對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影，露出
光刻膠下方的接觸孔介質(zhì)層；
A6)刻蝕所述露出的接觸孔介質(zhì)層形成接觸孔，露出接觸孔下方的柵極介 質(zhì)層，然后去除光刻膠；
A7)在所述接觸孔介質(zhì)層以及所述露出的柵極介質(zhì)層上沉積金屬層。 其中，步驟A3)中，所述未刻蝕的柵極介質(zhì)層呈網(wǎng)狀分布。 其中，刻蝕所述柵極介質(zhì)層上的全部或部分的接觸孔介質(zhì)層。 一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，該柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)從下往 上依次包括襯底、柵極氧化層、柵極介質(zhì)層、接觸孔介質(zhì)層及金屬層；所述 襯底上形成有一個(gè)或一個(gè)以上的溝槽，溝槽內(nèi)沉積有柵極介質(zhì)層，且柵極介質(zhì) 層和溝槽由所述柵極氧化層隔開(kāi)；所述接觸孔介質(zhì)層在有柵極介質(zhì)層的區(qū)域成有接觸孔；所述金屬層沉積在所述接觸孔介質(zhì)層上，并與從接觸孔露出的柵 極介質(zhì)層接觸。
其中，柵極介質(zhì)層通過(guò)接觸孔全部或部分地露出。
一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形成方法，該方法包括 以下步驟
Bl)將柵極焊點(diǎn)處的襯底刻蝕出 一個(gè)或 一個(gè)以上的溝槽； B2)在所述襯底表面、溝槽的側(cè)壁和表面上生長(zhǎng)柵極氧化層； B3)在所述溝槽內(nèi)沉積柵極介質(zhì)層，并對(duì)柵極介質(zhì)層回刻蝕； B4)在柵極氧化層以及回刻蝕后的柵極介質(zhì)層上沉積接觸孔介質(zhì)層； B5)在所述接觸孔介質(zhì)層上涂布光刻膠，對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影，露出 光刻膠下方的接觸孔介質(zhì)層；
B6)刻蝕所述露出的接觸孔介質(zhì)層形成接觸孔，露出接觸孔下方的柵極介 質(zhì)層，然后去除光刻膠；
B7)在所述接觸孔介質(zhì)層以及所述露出的柵極介質(zhì)層上沉積金屬層。 其中，刻蝕所述柵極介質(zhì)層上的全部或部分的接觸孔介質(zhì)層。 由以上技術(shù)可以看出，無(wú)論是形成平面DMOS芯片的柵極焊點(diǎn)，還是形成 溝槽DMOS芯片的柵極焊點(diǎn)，都在焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)中增加了柵極介質(zhì)層，使金屬層不 僅與接觸孔介質(zhì)層接觸，還同時(shí)與柵極介質(zhì)層接觸，使金屬層與接觸孔介質(zhì)層 的接觸不是平坦的，而是凹凸不平的，如此，可提高金屬層與接觸孔介質(zhì)層之 間的黏附力，進(jìn)而能防止DMOS芯片壓焊時(shí)柵極焊點(diǎn)上金屬層的脫落，最終增 強(qiáng)DMOS的可靠性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中DMOS的柵極焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明在平面DMOS工藝中形成柵極焊點(diǎn)的工藝流程示意圖3為本發(fā)明在溝槽DMOS工藝中形成的柵極焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步詳細(xì)地說(shuō)明。
如圖2所示，本發(fā)明在平面DMOS工藝中形成柵極焊點(diǎn)的步驟包括
al )在襯底1上先高溫生長(zhǎng)柵極氧化層2，后在柵極氧化層2之上沉積柵 極介質(zhì)層5，如圖2A所示，該柵極介質(zhì)層可為多晶硅、非晶硅等；
a2)在柵極介質(zhì)層5上涂布光刻膠，利用掩膜版對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影， 掩膜版上預(yù)先設(shè)計(jì)有網(wǎng)狀的圖形，因而顯影后光刻膠在柵極焊點(diǎn)處會(huì)留下呈網(wǎng) 狀的圖形，并露出被顯影去除的光刻膠處的柵極介質(zhì)層5;
a3)刻蝕掉該露出的柵極介質(zhì)層5，然后去除剩余光刻膠，從而在柵極焊 點(diǎn)處露出未刻蝕的柵極介質(zhì)層5，由于掩膜版上的圖形是網(wǎng)狀的，因而未刻蝕 的縱向和橫向的柵極介質(zhì)層5在柵極氧化層2上呈網(wǎng)狀的間隔分布；
其中，步驟a2)中在掩膜版上預(yù)先設(shè)計(jì)的網(wǎng)狀圖形，或者其他呈間隔狀分 布的圖形，就是為了將設(shè)計(jì)的圖形轉(zhuǎn)印至柵極介質(zhì)層5上，以使刻蝕后留下的 柵極介質(zhì)層5之間留有間隔，如圖2B所示；
a4)在呈網(wǎng)狀分布的柵極介質(zhì)層5、以及未被柵極介質(zhì)層5覆蓋的柵極氧 化層2上沉積接觸孔介質(zhì)層3;
由于步驟a3)中柵極介質(zhì)層5之間存在空隙，因此接觸孔介質(zhì)層3與柵極 氧化層2的接觸不是平面的，這樣可增加層與層之間的黏附力，如圖2C所示；
a5)在接觸孔介質(zhì)層3上涂布光刻膠，利用掩膜版對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯 影，使位于柵極介質(zhì)層5上方的光刻膠被顯影去除，從而露出光刻膠下方的接 觸孔介質(zhì)層3;
a6)刻蝕露出的接觸孔介質(zhì)層3以形成接觸孔，露出接觸孔下方的柵極介 質(zhì)層5,然后去除光刻膠，如圖2D所示；
一般情況下，可以利用掩膜版上設(shè)計(jì)的圖形刻蝕掉柵極介質(zhì)層5上的全部 或部分的接觸孔介質(zhì)層3,使柵極介質(zhì)層5通過(guò)接觸孔可全部或部分地露出， 如此就能使后續(xù)沉積的金屬層4與接觸孔介質(zhì)層3的接觸面不是平面即可，但在實(shí)際工藝流程中，較佳地只露出部分柵極介質(zhì)層5;
a7)在接觸孔介質(zhì)層3以及露出的柵極介質(zhì)層5上沉積金屬層4，如圖2E 所示。
至此，形成本發(fā)明平面DMOS工藝中的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)。 由上述方法制得的平面DMO S芯片中的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)從下往上依次包括 襯底l、柵極氧化層2、柵極介質(zhì)層5、接觸孔介質(zhì)層3、接觸孔介質(zhì)層3以及 金屬層4。其中，沉積在柵極氧化層2之上的柵極介質(zhì)層5呈間隔分布；接觸 孔介質(zhì)層3在有柵極介質(zhì)層5的區(qū)域形成有接觸孔；金屬層4沉積在接觸孔介 質(zhì)層3上，并與從接觸孔露出的柵極介質(zhì)層5接觸。
如圖4E所示，本發(fā)明平面DMOS芯片的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)中，金屬層4不僅 沉積在接觸孔介質(zhì)層3上，還沉積在柵極介質(zhì)層5上，從而使金屬層4與接觸 孔介質(zhì)層3的接觸是凹凸不平的，如此，可提高金屬層4與接觸孔介質(zhì)層3之 間的黏附力，防止平面DMOS芯片壓焊時(shí)柵極焊點(diǎn)上金屬層的脫落。 本發(fā)明在溝槽DMOS工藝中形成柵極焊點(diǎn)的步驟包括 bl)將柵極焊點(diǎn)處的襯底刻蝕出溝槽，刻蝕的溝槽可為一個(gè)或一個(gè)以上； b2)在襯底表面、溝槽的側(cè)壁和表面上高溫生長(zhǎng)柵極氧化層； b3)在溝槽內(nèi)沉積柵極介質(zhì)層，并對(duì)柵極介質(zhì)層回刻蝕； b4)在柵極氧化層以及回刻蝕后的柵極介質(zhì)層上沉積接觸孔介質(zhì)層； b5)在接觸孔介質(zhì)層上涂布光刻膠，利用掩膜版對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影， 使位于柵極介質(zhì)層上方的光刻膠被顯影去除，露出光刻膠下方的接觸孔介質(zhì)層； b6)刻蝕露出的接觸孔介質(zhì)層以形成接觸孔，露出接觸孔下方的柵極介質(zhì) 層，然后去除光刻膠；
一般情況下，可以刻蝕掉柵極介質(zhì)層上的全部或部分的接觸孔介質(zhì)層，只 要使后續(xù)沉積的金屬層與接觸孔介質(zhì)層的接觸面不是平面即可，但在實(shí)際工藝 流程中，較佳地只刻蝕掉柵極介質(zhì)層上部分接觸孔介質(zhì)層； b7)在接觸孔介質(zhì)層以及露出的柵極介質(zhì)層上沉積金屬層。 圖3為本發(fā)明在溝槽DMOS工藝中形成的柵極焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本發(fā)明在溝槽DMOS工藝中形成的柵極焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，從下往上依次包括 襯底l、柵極氧化層2、柵極介質(zhì)層5、接觸孔介質(zhì)層3及金屬層4;其中，該 襯底l上形成有溝槽，溝槽內(nèi)沉積有柵極介質(zhì)層5，且柵極介質(zhì)層5和溝槽由 生長(zhǎng)在溝槽側(cè)壁及表面的柵極氧化層2隔開(kāi)；接觸孔介質(zhì)層3在有柵極介質(zhì)層 2的區(qū)域形成有接觸孔；金屬層4沉積在接觸孔介質(zhì)層3上，并與從接觸孔露 出的柵極介質(zhì)層5接觸。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)從下往上依次包括襯底、柵極氧化層、柵極介質(zhì)層、接觸孔介質(zhì)層及金屬層；其中，沉積在柵極氧化層之上的柵極介質(zhì)層呈間隔分布；接觸孔介質(zhì)層在有柵極介質(zhì)層的區(qū)域形成有接觸孔；金屬層沉積在接觸孔介質(zhì)層上，并與從接觸孔露出的柵極介質(zhì)層接觸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其 特征在于，所述柵極介質(zhì)層通過(guò)接觸孔全部或部分地露出。
3、 一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在 于，包括以下步驟Al)在襯底上生長(zhǎng)有柵極氧化層，并在柵極氧化層之上沉積柵極介質(zhì)層； A2)在所述柵極介質(zhì)層上涂布光刻膠，對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影，顯影后在柵極焊點(diǎn)處留下呈間隔分布的光刻膠，并露出被顯影去除的光刻膠處的柵極介質(zhì)層；A3)刻蝕掉所述露出的柵極介質(zhì)層后去除光刻膠，在柵極焊點(diǎn)處露出未刻 蝕的呈間隔分布的柵極介質(zhì)層；A4)在呈間隔分布的柵極介質(zhì)層以及未被柵極介質(zhì)層覆蓋的柵極氧化層上 沉積接觸孔介質(zhì)層；A5)在所述接觸孔介質(zhì)層上涂布光刻膠，對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影，露出光刻膠下方的接觸孔介質(zhì)層；A6)刻蝕所述露出的接觸孔介質(zhì)層形成接觸孔，露出接觸孔下方的柵極介 質(zhì)層，然后去除光刻膠；A7)在所述接觸孔介質(zhì)層以及所述露出的柵極介質(zhì)層上沉積金屬層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形 成方法，其特征在于，所述步驟A3)中，所述未刻蝕的柵極介質(zhì)層呈網(wǎng)狀分布。
5 、根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，刻蝕所述柵極介質(zhì)層上的全部或部分的接觸孔介質(zhì) 層。
6、 一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該柵極 焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)從下往上依次包括襯底、柵極氧化層、柵極介質(zhì)層、接觸孔介質(zhì)層及金屬層；所述襯底上形成有一個(gè)或一個(gè)以上的溝槽，溝槽內(nèi)沉積有柵極介質(zhì)層，且柵極介質(zhì)層和溝槽由所述柵極氧化層隔開(kāi)；所述接觸孔介質(zhì)層在有柵極 介質(zhì)層的區(qū)域形成有接觸孔；所述金屬層沉積在所述接觸孔介質(zhì)層上，并與從 接觸孔露出的柵極介質(zhì)層接觸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，其特 征在于，柵極介質(zhì)層通過(guò)接觸孔全部或部分地露出。
8、 一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在 于，包括以下步驟B1)將柵極焊點(diǎn)處的襯底刻蝕出 一個(gè)或 一個(gè)以上的溝槽；B2)在所述襯底表面、溝槽的側(cè)壁和表面上生長(zhǎng)柵極氧化層；B3)在所述溝槽內(nèi)沉積柵極介質(zhì)層，并對(duì)柵極介質(zhì)層回刻蝕；B4)在柵極氧化層以及回刻蝕后的柵極介質(zhì)層上沉積接觸孔介質(zhì)層；B5)在所述接觸孔介質(zhì)層上涂布光刻膠，對(duì)光刻膠進(jìn)行光刻并顯影，露出光刻膠下方的接觸孔介質(zhì)層；B6)刻蝕所述露出的接觸孔介質(zhì)層形成接觸孔，露出接觸孔下方的柵極介質(zhì)層，然后去除光刻膠；B7)在所述接觸孔介質(zhì)層以及所述露出的柵極介質(zhì)層上沉積金屬層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形 成方法，其特征在于，刻蝕所述柵極介質(zhì)層上的全部或部分的接觸孔介質(zhì)層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，從下往上依次包括襯底、柵極氧化層、柵極介質(zhì)層、接觸孔介質(zhì)層、及金屬層，其中沉積在柵極氧化層之上的柵極介質(zhì)層呈間隔分布；接觸孔介質(zhì)層在有柵極介質(zhì)層的區(qū)域形成有接觸孔；金屬層沉積在接觸孔介質(zhì)層上，并與從接觸孔露出的柵極介質(zhì)層接觸。本發(fā)明還公開(kāi)了這種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形成方法以及另一種防止芯片壓焊時(shí)金屬層脫落的柵極焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其形成方法。
文檔編號(hào)H01L23/48GK101604670SQ20081011495
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者劉鵬飛, 方紹明, 曾愛(ài)平, 王新強(qiáng), 勇 陳, 陳洪寧 申請(qǐng)人:北大方正集團(tuán)有限公司;深圳方正微電子有限公司