[發明專利]絕緣柵雙極晶體管、制作方法及溝槽柵結構制作方法

有效

• 申請號: 201010251554.0
• 申請日: 2010-08-12
• 公開（公告）號: CN102376758A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 肖勝安
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/423;H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

1.一種絕緣柵雙極晶體管的器件結構，其特征在于：在寬度大于1.5微米的溝槽內具有溝槽柵結構，所述溝槽柵由第一導電柵極層和位于其上的第二導電柵極層構成，且該第二導電柵極層為多層在溝槽中由介質膜墻將其相互隔開。

2.如權利要求1所述的器件結構，其特征在于：所述第一種導電柵極層的材料為多晶硅。

3.如權利要求1所述的器件結構，其特征在于：所述第二種導電柵極層的材料為多晶硅或鎢硅。

4.一種如權利要求1所述器件結構中溝槽柵結構的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、在硅基片和位于其上端的P阱中通過光刻和刻蝕形成溝槽；

步驟二、在所述溝槽的表面淀積一層柵氧化膜；

步驟三、在所述柵氧化膜上淀積第一導電柵極層；

步驟四、在所述溝槽中淀積介質膜并填滿所述溝槽或部分填充所述溝槽；

步驟五、光刻和刻蝕所述介質膜，在所述溝槽中形成多個介質膜墻，使溝槽被分隔成多個小溝槽；

步驟六、在所述溝槽中淀積第二導電柵極層，且該第二導電柵極層為多層，由所述介質膜墻相互隔開；

步驟七、通過回刻或化學機械研磨對所述第二導電柵極層平坦化；

步驟八、通過回刻或化學機械研磨對所述第一導電柵極層平坦化。

5.如權利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述柵氧化膜的厚度為45-3000納米。

6.如權利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述介質膜墻的厚度大于0.2微米。

7.如權利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述第二導電柵極層的材料為多晶硅或鎢硅。

8.如權利要求4所述的制作方法，其特征在于：所述第二導電柵極層的表面凹陷在所述溝槽表面內的深度小于350納米。

9.如權利要求4所述的器件結構，其特征在于：所述第一導電柵極層的表面凹陷在所述溝槽表面內的深度小于450納米。

10.一種如權利要求1所述器件結構的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、在硅基片上通過離子注入形成P阱；

步驟2、通過光刻和刻蝕在所述硅基片和P阱中形成溝槽；

步驟3、在所述溝槽的表面淀積一層柵氧化膜；

步驟4、在所述柵氧化膜上淀積第一導電柵極層；

步驟5、在所述溝槽中淀積介質膜，將溝槽填滿或部分填充；

步驟6、光刻和刻蝕所述介質膜，在所述溝槽中形成多個介質膜墻，使溝槽被分隔成多個小溝槽；

步驟7、在所述溝槽中淀積第二導電柵極層，且該第二導電柵極層為多層，由所述介質膜墻相互隔開；

步驟8、通過回刻或化學機械研磨對所述第二導電柵極層平坦化；

步驟9、通過回刻或化學機械研磨對所述第一種導電柵極層平坦化；

步驟10、在所述溝槽的上端兩側的P阱中進行光刻形成源區，并進行源區注入形成N+注入層；

步驟11、在所述溝槽的上方形成層間介質膜；

步驟12、在位于兩個溝槽之間的位置形成發射極接觸孔并同時形成將溝槽中的柵極連接的另一種孔；

步驟13、在接觸孔中進行P+注入，形成P+注入層；

步驟14、在所述柵氧化膜和層間介質膜的表面形成表面金屬電極；

步驟15、進行所述硅基片背面減薄；

步驟16、在所述硅基片的背面依次形成N-場截止層和P+集電極注入層；

步驟17、在所述P+集電極注入層的下端面形成背面金屬層。

11.如權利要求10所述的制作方法，其特征在于：所述柵氧化膜的厚度為45-3000納米。

12.如權利要求10所述的制作方法，其特征在于：所述介質膜墻的厚度大于0.2微米。

13.如權利要求10所述的制作方法，其特征在于：所述第二導電柵極層的材料為多晶硅或鎢硅。

14.如權利要求10所述的制作方法，其特征在于：所述第二導電柵極層的表面凹陷在所述溝槽表面內的深度小于350納米。

15.如權利要求10所述的制作方法，其特征在于：所述第一導電柵極層的表面凹陷在所述溝槽表面內的深度小于450納米。

16.如權利要求10所述的制作方法，其特征在于：所述硅基片為N型外延層或N型區熔硅。