[發明專利]具有抗輻照結構的IGBT器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201710997718.6
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107845672A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 徐承福;朱陽軍
• 申請（專利權）人: 貴州芯長征科技有限公司
• 主分類號: H01L29/08
• 分類號: H01L29/08;H01L21/331;H01L29/739
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司32293
• 代理人: 韓鳳

1.一種具有抗輻照結構的IGBT器件，包括第一導電類型基區以及設置于所述第一導電類型基區正面的正面元胞結構；其特征是：

在第一導電類型基區的背面設置第二導電類型集電區，在所述第二導電類型集電區的外圈設置埋氧層，埋氧層埋設在第一導電類型基區內，埋氧層在第一導電類型基區內的深度大于第二導電類型集電區在第一導電類型基區內的深度，第二導電類型集電區與埋氧層接觸；

所述第二導電類型集電區通過集電極連接引出體與位于第一導電類型基區正面上方的集電極金屬電連接，集電極連接引出體通過內絕緣隔離體與第一導電類型基區的側面絕緣隔離。

2.根據權利要求1所述的具有抗輻照結構的IGBT器件，其特征是：在所述集電極連接引出體上覆蓋有外絕緣隔離體，集電極金屬支撐在內絕緣隔離體以及外絕緣隔離體上，集電極金屬與集電極連接引出體電連接，集電極連接引出體與第二導電類型集電區歐姆接觸。

3.根據權利要求1所述的具有抗輻照結構的IGBT器件，其特征是：在IGBT器件的截面上，正面元胞結構包括對稱分布于第一導電類型基區內的第二導電類型基區，第二導電類型基區從第一導電類型基區的正面向下延伸，在第二導電類型基區內設置第一導電類型源區；

在第二導電類型基區間的第一導電類型基區上方設置柵氧化層以及位于所述柵氧化層上的柵極多晶硅，柵氧化層支撐于第一導電類型基區的正面，且柵氧化層與所述柵氧化層兩側的第二導電類型基區以及第一導電類型源區交疊；

在柵極多晶硅上設置柵極金屬，所述柵極金屬與柵極多晶硅歐姆接觸；第二導電類型基區以及第一導電類型源區與第一導電類型基區正面上的源極金屬歐姆接觸。

4.根據權利要求3所述的具有抗輻照結構的IGBT器件，其特征是：所述源極金屬、柵極金屬以及集電極金屬為同一工藝制造層。

5.根據權利要求1所述的具有抗輻照結構的IGBT器件，其特征是：所述外絕緣隔離體、內絕緣隔離體均為二氧化硅層。

6.一種具有抗輻照結構的IGBT器件的制備方法，其特征是，所述IGBT器件的制備方法包括如下步驟：

步驟1、提供具有第一導電類型的半導體基板，所述半導體基板包括第一導電類型基區，在所述第一導電類型基區的背面設置掩膜層，并利用所述掩膜層對第一導電類型基區的背面進行溝槽刻蝕，以得到埋氧層溝槽；

步驟2、在上述埋氧層溝槽內設置埋氧層，所述埋氧層填滿埋氧層溝槽；在得到填滿埋氧層溝槽的埋氧層后，去除第一導電類型基區背面的掩膜層；

步驟3、在上述第一導電類型基區的正面設置氧化材料層，所述氧化材料層覆蓋第一導電類型基區的正面；

步驟4、在上述氧化材料層上設置導電多晶硅，并對所述導電多晶硅以及氧化材料層進行刻蝕后，得到柵極多晶硅以及位于柵極多晶硅正下方的柵氧化層；

步驟5、在上述第一導電類型基區正面的上方進行第二導電類型雜質離子的注入，擴散后在在第一導電類型基區內形成所需的第二導電類型基區；

步驟6、在上述第一導電類型基區正面上方進行第一導電類型雜質離子的注入，擴散后在第二導電類型基區內形成第一導電類型源區，第二導電類型基區以及位于所述第二導電類型基區內的第一導電類型源區與柵氧化層的端部交疊；

步驟7、在上述第一導電類型基區的背面進行第二導電類型雜質離子的注入，擴散后在第一導電類型基區內形成第二導電類型集電區，所述第二導電類型集電區與埋氧層接觸，且第二導電類型集電區的深度小于埋氧層的厚度；

步驟8、在上述第一導電類型基區的側面設置內絕緣隔離體，所述內絕緣隔離體覆蓋第一導電類型基區的側面；

步驟9、在上述第一導電類型基區的背面設置集電極連接引出體，所述集電極連接引出體與第二導電類型集電區歐姆接觸，且集電極連接引出體還覆蓋在第一導電類型基區側面的內絕緣隔離體上，集電極連接引出體通過內絕緣隔離體絕緣隔離；

步驟10、在上述集電極連接引出體上設置外絕緣隔離體，所述外絕緣隔離體覆蓋在集電極連接引出體上；

步驟11、在上述第一導電類型基區上方設置所需的金屬層，所述金屬層包括源極金屬、柵極金屬以及集電極金屬，柵極金屬位于柵極多晶硅上并與柵極金屬正下方的柵極多晶硅歐姆接觸，源極金屬與第二導電類型基區以及位于所述第二導電類型基區內的第一導電類型源區歐姆接觸，集電極金屬與集電極連接引出體電連接。