[發明專利]絕緣柵功率半導體裝置以及用于制造這種裝置的方法

有效

• 申請號: 201680007485.4
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN107251198B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: L.德-米奇伊里斯;C.科瓦斯塞
• 申請（專利權）人: ABB電網瑞士股份公司
• 主分類號: H01L21/225
• 分類號: H01L21/225;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/66;H01L29/739
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 王菲;張濤

1.一種用于制造絕緣柵功率半導體裝置(1)的方法，所述方法包括下列步驟：

(a)提供具有第一側(23)以及與所述第一側(23)相對的第二側(28)的第一導電類型的襯底(10)，在最終裝置中具有未修正摻雜濃度的襯底(10)的這種部分形成漂移層(5)，其中在所述最終裝置中所述第一側(23)形成發射極側(22)，并且所述第二側(28)形成集電極側(27)，

(b)在所述第一側(23)上，在所述襯底(10)中形成一直到第一深度(90)的凹槽(80)，所述凹槽(80)具有橫向側(83)和第一底部(84)，其是溝槽深度(77)的至少一半，

(c)在所述第一底部(84)處施加所述第一導電類型的摻雜劑，

(d)執行加熱步驟，使得所述第一導電類型的所述摻雜劑擴散到所述襯底(10)中，使得第一導電摻雜濃度朝所述第一側(23)從最大摻雜濃度降低到不超過所述最大摻雜濃度的一半的值，

(e)從所述襯底(10)在所述凹槽(80)中去除材料，使得所述凹槽的深度一直增加到溝槽深度(77)，其中所述凹槽具有第二底部(85)，其中所述凹槽的所述橫向側(83)形成溝槽橫向側(75)，并且所述第二底部(85)形成溝槽底部(76)，

其中所述第一導電類型的所述摻雜劑在步驟(d)擴散到其中的剩余區域形成第二保護枕(9)，

(f)在步驟(e)之后在所述第二底部(85)處施加與所述第一導電類型不同的第二導電類型的摻雜劑，

(g)通過擴散所述第二導電類型的所述摻雜劑來形成第一保護枕(8)，使得所述第一保護枕(8)覆蓋所述第二底部(85)，

(h)在所述第一側(23)上形成所述第二導電類型的基極層(4)和所述第一導電類型的源極層(3)，

(i)在步驟(g)之后在所述凹槽(80)中形成第一電絕緣層(72)，并且采用導電材料來填充所述凹槽(80)，由此形成柵極層(70)，其中溝槽柵電極(7)包括所述柵極層(70)和所述第一電絕緣層(72)，

(j)形成所述第一側(23)上的發射極電極(2)和所述第二側(28)上的集電極電極(25)，所述發射極電極(2)接觸所述基極層(4)和所述源極層(3)，其特征在于

(k)形成所述第一導電類型的增強層(95)，其在步驟(h)中或之前在所述最終裝置中將所述基極層(4)與所述漂移層(5)分隔，其中所述增強層(95)在第二深度(97)中具有最大摻雜濃度，所述第二深度(97)比所述第一深度(90)低，并且其中所述摻雜濃度在所述第二深度(97)與所述第一深度(90)之間具有局部摻雜濃度最小數。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二保護枕(9)的所述最大摻雜濃度在所述最終裝置中高于所述增強層(95)的所述最大摻雜濃度。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二保護枕(9)的所述最大摻雜濃度是所述增強層(95)的所述最大摻雜濃度的至少兩倍。

4.如權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，所述局部摻雜濃度最小數在所述最終裝置中最多是所述增強層(95)的所述最大摻雜濃度的一半。

5.如權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(g)之后執行步驟(h)。

6.如權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，所述裝置是MOSFET、IGBT或反向傳導IGBT中的一個。