[發明專利]溝槽柵IGBT及溝槽柵IGBT制作方法

在審

• 申請號: 201510960998.4
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN106898549A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 劉國友;朱利恒;黃建偉;譚燦健;羅海輝;楊鑫著
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/739
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 張文娟,朱繪

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，尤其涉及一種溝槽柵IGBT及溝槽柵IGBT制作方法。

背景技術

雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)是場控器件，它的開通和關斷由柵極和發射極間的電壓uGE決定，當uGE為正，且大于開啟電壓UGE(th)時，IGBT就可以導通；當柵極與發射極間施加反向電壓或者不加信號時，IGBT就被關斷。

目前，絕緣柵IGBT降低IGBT導通壓降主要通過減小溝槽間距以改善溝槽柵IGBT的導通特性。然而在傳統的設計中，如圖1所示，傳統IGBT為隔離發射極金屬電極與柵電極13，需在N+發射極區域保留寬度為D的鈍化層11，該鈍化層11限制了發射極金屬12與襯底14的接觸面積大小，使得溝槽間距不能進一步縮小，無法通過減小溝槽間距以改善溝槽柵IGBT的導通特性。

發明內容

本發明提供一種溝槽柵IGBT及溝槽柵IGBT制作方法，用以解決現有技術中無法通過減小溝槽間距以改善溝槽柵IGBT導通特性的技術問題。

本發明一方面提供一種溝槽柵IGBT，包括：

襯底及位于襯底中的溝槽，溝槽上端露出襯底上表面，溝槽露出襯底上表面的部分被覆蓋在襯底上表面的第一覆蓋層覆蓋，在相鄰兩個溝槽之間的襯底上設置有發射極區，發射極區及第一覆蓋層均被第二覆蓋層覆蓋，溝槽未露出襯底的部分填滿填充物，其中，第一覆蓋層用于將第二覆蓋層與填充物隔離。

進一步的，填充物由覆蓋在溝槽內表面的二氧化硅層和覆蓋在二氧化硅層表面的多晶硅組成。

進一步的，發射極區由分別與兩個溝槽相接觸的兩個發射極子區組成。

進一步的，第一覆蓋層為鈍化層。

進一步的，第一覆蓋層包括覆蓋在襯底表面的二氧化硅層與覆蓋在二氧化硅層表面的鈍化層。

進一步的，第二覆蓋層為發射極金屬層。

本發明另一方面提供一種溝槽柵IGBT制作方法，包括：

在襯底上形成摻雜區；

在襯底和摻雜區形成溝槽，其中，溝槽貫穿摻雜區且溝槽底部位于襯底中；

在溝槽內表面生成氧化層；

在溝槽內淀積填充物，將溝槽完全填充，以形成柵電極；

對摻雜區表面及溝槽內的填充物進行刻蝕，使溝槽上部露于摻雜區外，并使溝槽內部填充物的表面與刻蝕完后的摻雜區上表面平齊；

對摻雜區表面及溝槽淀積第一覆蓋層，第一覆蓋層將溝槽露出摻雜區的部分完全覆蓋；

在相鄰兩個溝槽之間的摻雜區上形成發射極區；

在第一覆蓋層與發射極區上淀積發射極金屬。

進一步的，在相鄰兩個溝槽之間的襯底上形成發射極區，具體包括：

對兩個溝槽之間的第一覆蓋層進行刻蝕，以露出摻雜區；

向露出的摻雜區注入第一型雜質，形成第一型雜質層，第一型雜質層與兩個溝槽相接觸，其中，第一型雜質應與摻雜區的摻雜類型相反；

對第一型雜質層中部進行刻蝕，以露出摻雜區，保留兩個第一型雜質子層，其中，兩個第一型雜質子層分別為第一型雜質層與兩個溝槽相接觸的部分；

向露出的摻雜區注入與第一型雜質相反的第二型雜質，形成第二型雜質層，第二型雜質層與兩個第一型雜質子層均相接觸。

進一步的，第一覆蓋層為硼磷硅玻璃。

進一步的，填充物為多晶硅。

本發明提供的溝槽柵IGBT及溝槽柵IGBT制作方法，與現有技術相比，可在不減小發射極金屬與發射極區接觸面積的前提下，通過減小溝槽間距以改善溝槽柵IGBT導通特性。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中：

圖1為現有技術中的溝槽柵IGBT的結構示意圖；

圖2為根據本發明實施例一提供的溝槽柵IGBT的結構示意圖；

圖3為根據本發明實施例二提供的溝槽柵IGBT的結構示意圖；

圖4為根據本發明實施例三提供的溝槽柵IGBT制作方法的流程示意圖；

圖5為根據本發明實施例三提供的溝槽柵IGBT制作方法獲得的第一結構示意圖；

圖6為根據本發明實施例三提供的溝槽柵IGBT制作方法獲得的第二結構示意圖；

圖7為根據本發明實施例三提供的溝槽柵IGBT制作方法獲得的第三結構示意圖；

圖8為根據本發明實施例三提供的溝槽柵IGBT制作方法獲得的第四結構示意圖；