一种碳化硅MOSFET器件的制备方法与流程

本发明涉及半导体器件，更具体地说，它涉及一种碳化硅mosfet器件的制备方法。

背景技术：

1、碳化硅mosfet凭借更宽的禁带宽度、优秀的导热能力与高压耐受特性，被大规模应用在新能源汽车车载变流器、储能并网变流装置、高压工业电源等场景，器件短路耐受性能是决定整机运行可靠性的核心指标。

2、现阶段沟槽屏蔽型碳化硅mosfet量产制备流程中，沟槽刻蚀、屏蔽层离子注入、导热填料填充、jfet区退火的工序易产生局部工艺偏差，晶圆不同位置元胞排布疏密有区别，腔室气压波动、填料输送流速不均、退火横向温度梯度变化，使得单处点位的工艺误差依托晶格应力、热传导向周边区块扩散，形成原生不良点位与被串扰波及的隐性缺陷点位，导致同一片晶圆产出器件短路耐受性能离散幅度偏大，批量产品短路失效率上升，且现有常规制程管控大多以整片晶圆统一抽检的方式判定工艺合格水平，仅对检测点位本身的参数偏差做评判，没有依照晶圆元胞排布、屏蔽层布局、散热通道分布拆分细分管控子区域，无法分别统计屏蔽层成型、散热通道加工、限流jfet掺杂三类区块的工艺适配水平。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种碳化硅mosfet器件的制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一种碳化硅mosfet器件的制备方法，该方法包括以下具体步骤：

4、采集碳化硅晶圆沟槽刻蚀后的基底截面检测数据，根据基底截面检测数据对晶圆内部进行区域划分得到制程管控子区域，对各制程管控子区域匹配对应工序标准工艺参数与短路耐受性能影响权重；

5、采集各制程管控子区域现场实测工艺参数，根据实测工艺参数、工序标准工艺参数、短路耐受性能影响权重计算得到各区的制程适配系数；将制程适配系数与预设短路性能合格阈值进行匹配得到制程失配管控子区域；

6、提取制程失配管控子区域对应的基准制程偏差指标，根据晶圆区域间距、刻蚀与掺杂工序的工艺串扰程度，计算基准制程偏差指标向周边区域扩散产生的邻区制程偏移量得到制程偏移管控子区域；

7、基于制程失配管控子区域与制程偏移管控子区域的面积占比，结合预设的分级权重生成整片晶圆短路耐受制程的综合评分；

8、根据综合评分对调整沟槽底部屏蔽层离子注入剂量、高导热填料填充压实参数、jfet区退火保温时长得到适配高短路耐受指标的沟槽屏蔽型碳化硅mosfet标准化制备管控流程。

9、优选地，制程管控子区域包括屏蔽层成型子区域、散热通道加工子区域、限流jfet掺杂制程管控子区域。

10、优选地，还包括：

11、根据晶圆元胞排布、沟槽底部屏蔽层布局、横向散热通道分布形式划分制程管控子区域，将各制程管控子区域匹配基准制程偏差区间；

12、采集离子注入腔室气压波动、介质填充工序的腔室流速、高温退火环节的横向温度梯度实测数据得到工序环境参数；

13、计算相邻制程管控子区域的平面间距得到子区域间距，根据子区域间距与工序环境参数确定不同距离的子区域间距对应工艺串扰衰减系数；

14、整合平面间距、工艺串扰衰减系数、工序环境参数形成邻区制程偏移核算参照表。

15、优选地，对各制程管控子区域匹配对应工序标准工艺参数与短路耐受性能影响权重，具体包括以下步骤：

16、根据各制程管控子区域的平面分布位置、各晶圆面积占比计算各晶圆制程管控子区域的偏差得到单区制程偏差；

17、根据单区制程偏差对器件短路耐压、峰值通流、高温散热的影响强度，对不同管控子区域匹配对应的工序标准工艺参数与短路耐受性能影响权重。

18、优选地，采集各制程管控子区域现场实测工艺参数，根据实测工艺参数、工序标准工艺参数、短路耐受性能影响权重计算得到各区的制程适配系数，具体包括以下步骤：

19、计算单区管控子区域的现场实测工艺参数与对应的工序标准工艺参数的差值，得到不同工艺维度对应的制程偏差数值；

20、根据对应维度配置的短路耐受性能影响权重，对制程偏差数值进行加权计算得到该制程管控子区域对应的制程适配系数。

21、优选地，将制程适配系数与预设短路性能合格阈值进行匹配得到制程失配管控子区域，具体包括以下步骤：

22、当单区制程适配系数取值大于或等于预设短路性能合格阈值，则判定该制程管控子区域对应工序的成型品质满足短路耐受设计指标；

23、当单区制程适配系数取值小于预设短路性能合格阈值，则判定该制程管控子区域工序成型品质不达标，将该制程管控子区域标记为制程失配管控子区域。

24、优选地，提取制程失配管控子区域对应的基准制程偏差指标，根据晶圆区域间距、刻蚀与掺杂工序的工艺串扰程度，计算基准制程偏差指标向周边区域扩散产生的邻区制程偏移量得到制程偏移管控子区域，具体包括以下步骤：

25、提取制程失配管控子区域对应的基准制程偏差指标，根据晶圆区域间距、刻蚀与掺杂工序的工艺串扰程度，计算基准制程偏差指标向周边区域扩散产生的邻区制程偏移量；

26、将邻区制程偏移量叠加至周边子区域原始制程适配系数内，计算周边区域修正后的修正制程适配系数；

27、根据修正制程适配系数比对预设短路性能合格阈值得到制程偏移管控子区域。

28、优选地，提取制程失配管控子区域对应的基准制程偏差指标，根据晶圆区域间距、刻蚀与掺杂工序的工艺串扰程度，计算基准制程偏差指标向周边区域扩散产生的邻区制程偏移量，具体包括以下步骤：

29、根据制程失配管控子区域所有相邻的制程管控子区域，提取失配区域与各相邻区域的平面间距；

30、根据实测平面间距匹配邻区制程偏移核算参照表中对应档位的工艺串扰衰减系数；

31、采集当前工序腔室实时气压波动、填料输送流速、退火横向温度梯度数据形成工序制程参数，对工序制程参数匹配对应的气压修正系数、流速修正系数、温度梯度修正系数形成工序修正系数；

32、预设串扰衰减基础权重、气压修正权重、流速修正权重、温度修正权重形成工序修正权重，结合工序修正系数与对应的工序修正权重计算得到单区域综合串扰系数；

33、根据基准制程偏差指标与单区域综合串扰系数计算得到相邻管控子区域对应的邻区制程偏移量。

34、优选地，将邻区制程偏移量叠加至周边子区域原始制程适配系数内，计算周边区域修正后的修正制程适配系数，具体包括以下步骤：

35、获取相邻制程管控子区域的原始制程适配系数；

36、将原始制程适配系数与邻区制程偏移量进行运算得到修正制程适配系数。

37、优选地，基于制程失配管控子区域与制程偏移管控子区域的面积占比，结合预设的分级权重生成整片晶圆短路耐受制程的综合评分，具体包括以下步骤：

38、若修正制程适配系数小于预设短路性能合格阈值时，判定该相邻区域受跨区工艺串扰负面影响超标，标记为制程偏移管控子区域；

39、整合整片晶圆的制程管控区域面积，计算制程失配管控子区域对应的一级面积占比与制程偏移管控子区域对应的二级面积占比；

40、预设失配加权系数与偏移加权系数，根据一级面积占比、失配加权系数、二级面积占比、偏移加权系数计算得到整片晶圆短路耐受制程综合评分。

41、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：根据晶圆元胞排布、沟槽底部屏蔽层布局、横向散热通道分布完成精细化分区管控，拆分屏蔽层成型子区域、散热通道加工子区域、限流jfet掺杂制程管控子区域开展独立管控，解决整片晶圆统一抽检无法区分不同结构区块工艺适配水平的缺陷；通过分区域为各类区块匹配专属工序标准工艺参数与差异化短路耐受性能影响权重，能够贴合不同位置结构本身的工艺容错能力，便于量化屏蔽耐压、散热能力、导通限流的工艺偏差，降低晶圆不同位置因结构属性差异带来的性能评估误差，缩小同一片晶圆器件短路耐受性能的离散区间；根据区域平面间距查表获取工艺串扰衰减系数，纳入腔室气压波动、填料输送流速、退火横向温度梯度实时工况数据，求解单区域综合串扰系数算出邻区制程偏移量，对周边点位原始制程适配系数完成修正，便于区分原生缺陷形成的制程失配管控子区域、工艺串扰催生的制程偏移管控子区域。便于识别串扰衍生隐性薄弱点位，减少晶圆内部短路失效隐患的漏判问题，提前定位易发生过热击穿、电场集中失效的隐蔽点位，压降成品器件批量短路失效概率。