[發明專利]絕緣柵雙極晶體管及其柵極制作方法、IPM模塊及空調器

有效

• 申請號: 201711429620.7
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108155231B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 馮宇翔;甘弟
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L21/331;H01L29/423
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

1.一種絕緣柵雙極晶體管的柵極制作方法，其特征在于，所述絕緣柵雙極晶體管的柵極制作方法包括以下步驟：

準備半導體襯底；

在所述半導體襯底的第一表面進行刻蝕以形成溝槽；

利用惰性粒子和/或氧化劑轟擊所述溝槽的底部，以形成損傷層；其中，所述惰性粒子與所述溝槽側壁方向平行；

對所述溝槽的側壁及所述損傷層進行氧化，以在所述溝槽內壁面形成柵極氧化層；所述柵極氧化層為柵極與絕緣柵雙極晶體管的發射極以及集電極的電介質層；

在所述溝槽中填充多晶硅以形成多晶層；

將絕緣材料自所述第一表面覆蓋于所述多晶層的頂部以形成絕緣層；

在所述惰性粒子和/或氧化劑轟擊溝槽底部時，所述惰性粒子和/或氧化劑在溝槽底部中心區域的密度大于其在溝槽底部邊緣區域的密度。

2.如權利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的柵極制作方法，其特征在于，在所述半導體襯底的第一表面進行刻蝕以形成溝槽的步驟和利用惰性粒子和/或氧化劑轟擊所述溝槽的底部，以形成損傷層的步驟之間還包括步驟：

對所述溝槽的底部及側壁進行氧化以形成二氧化硅層，并將所述二氧化硅層去除。

3.如權利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的柵極制作方法，其特征在于，覆蓋于所述溝槽底部的所述柵極氧化層的厚度大于覆蓋于溝槽內周壁的所述柵極氧化層的厚度。

4.如權利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的柵極制作方法，其特征在于，所述損傷層厚度大于0.1um。

5.如權利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的柵極制作方法，其特征在于，所述惰性粒子和/或氧化劑轟擊能量為0.2keV-500keV。

6.如權利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的柵極制作方法，其特征在于，所述惰性粒子和/或氧化劑轟擊劑量為1*e¹³-1*e¹⁶/cm²。

7.一種絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，所述絕緣柵雙極晶體管包括：

半導體襯底；

形成在所述半導體襯底第一表面的有源區；

所述有源區包括溝槽柵極區；所述溝槽柵極區包括自所述半導體襯底的第一表面開設的溝槽、形成于所述溝槽底部的損傷層，形成于所述損傷層及所述溝槽的內側壁面的柵極氧化層、填充于所述溝槽中的多晶層和自所述第一表面覆蓋于所述多晶層的頂部的絕緣層；

所述損傷層的厚度自溝槽底部中心區域向溝槽底部邊緣遞減。

8.一種IPM模塊，其特征在于，包括如權利要求7所述的絕緣柵雙極晶體管。

9.一種空調器，其特征在于，所述空調器包括如權利要求8所述的IPM模塊。