[發明專利]基于IGBT的分步淀積半絕緣多晶硅方法及IGBT終端結構

有效

• 申請號: 201510711308.1
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN105390396B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 馬亮;周飛宇;肖海波;劉根
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L21/02;H01L29/739
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 張少輝;劉華聯

本發明提供一種基于IGBT的分步淀積半絕緣多晶硅方法及IGBT終端結構，其中，方法包括：在第一導電類型襯底頂部淀積第一半絕緣多晶硅薄膜層，第一半絕緣多晶硅薄膜層在第一溫度下進行淀積；在第一半絕緣多晶硅薄膜層上淀積第二半絕緣多晶硅薄膜層，第二半絕緣多晶硅薄膜層在第二溫度下進行淀積，其中，第一溫度大于第二溫度。本發明通過首先在第一溫度下形成第一半絕緣多晶硅薄膜層，然后在比第一溫度低的第二溫度下形成第二半絕緣多晶硅薄膜層，使第二半絕緣多晶硅薄膜層中的晶粒比第一半絕緣多晶硅薄膜層中的晶粒小，從而提高電阻率，降低IGBT器件的漏電流，使IGBT器件的耐壓性能穩定，可靠性增強。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種基于IGBT(Insulted GateBipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)的分步淀積半絕緣多晶硅方法及IGBT終端結構。

背景技術

IGBT為垂直導電功率器件，其耐壓性能由體內擊穿電壓與表面擊穿電壓決定。由于PN結在表面的曲率影響，使表面的最大電場大于體內的最大電場，因此器件的耐壓性能常常由表面擊穿電壓來決定，而且，當碰撞電離發生于表面時，電離過程產生的熱載流子易進入表面的保護膜中，在那里形成固定電荷，改變表面電場分布，導致器件性能不穩定，可靠性下降。

發明內容

本發明提供一種基于IGBT的分步淀積半絕緣多晶硅方法及IGBT終端結構，以解決現有技術中當碰撞電離發生于IGBT器件表面時會改變電場分布導致IGBT器件耐壓性能不穩定的缺陷。

本發明一方面提供一種基于IGBT的分步淀積半絕緣多晶硅方法，包括：

在第一導電類型襯底頂部淀積第一半絕緣多晶硅薄膜層，其中，襯底中在位于頂部的一端設置有與第一導電類型相反的第二導電類型本體，第一半絕緣多晶硅薄膜層在第一溫度下進行淀積；

在第一半絕緣多晶硅薄膜層上淀積第二半絕緣多晶硅薄膜層，第二半絕緣多晶硅薄膜層在第二溫度下進行淀積，其中，第一溫度大于第二溫度。

進一步的，第一溫度的范圍為630℃～650℃，第二溫度的范圍為600℃～630℃。

進一步的，在第一半絕緣多晶硅薄膜層上淀積第二半絕緣多晶硅薄膜層之后，還包括：在第二半絕緣多晶硅薄膜層上淀積氮化硅薄膜層。

進一步的，第一導電類型為N型，第二導電類型本體為P型本體。

本發明另一方面提供一種IGBT終端結構，包括：

設置在第一導電類型襯底一端且位于襯底中與第一導電類型相反的第二導電類型本體，在第一溫度下淀積在襯底的第二導電類型本體所在端外表面的第一半絕緣多晶硅薄膜層，在第二溫度下淀積在第一半絕緣多晶硅薄膜層上的第二半絕緣多晶硅薄膜層，其中，第一溫度大于第二溫度。

進一步的，第一溫度的范圍為630℃～650℃，第二溫度的范圍為600℃～630℃。

進一步的，還包括覆蓋在第二半絕緣多晶硅薄膜層上的氮化硅薄膜層。

進一步的，第二導電類型本體有多個，相鄰兩個第二導電類型本體之間有間隙，襯底的外表面還包括在對應間隙處設置的氧化層，氧化層的寬度大于間隙的寬度。

進一步的，第一導電類型為N型，第二導電類型本體為P型本體。