[發(fā)明專利]一種橫向IGBT的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810207164.X
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108447904B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅小蓉;鄧高強(qiáng);孫濤;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發(fā)明屬于功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種橫向IGBT的制造方法。本發(fā)明橫向IGBT制造方法的主要步驟為：在SOI材料的有緣層表面通過局部氧化工藝形成介質(zhì)槽，所述介質(zhì)槽底部與絕緣層上表面之間有源層的厚度為T(T0)；通過離子注入技術(shù)在介質(zhì)槽一側(cè)形成P型阱區(qū)，在與之相反的介質(zhì)槽的另一側(cè)形成N型阱區(qū)；在表明生成多多晶硅柵，所述多晶硅柵與P型阱區(qū)有交疊且覆蓋溝槽底部；在表明形成N型重?fù)诫s陰極接觸區(qū)、P型重?fù)诫s陰極接觸區(qū)和P型陽極接觸區(qū)；生成陰極金屬、柵極金屬和陽極金屬。本發(fā)明的有益效果為大大降低橫向IGBT的導(dǎo)通壓降，實(shí)現(xiàn)易集成、低功耗的橫向IGBT。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功率半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種橫向IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的制造方法。

背景技術(shù)

橫向絕緣柵雙極型晶體管(Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱LIGBT)結(jié)合了MOSFET高輸入阻抗和BJT電導(dǎo)調(diào)制的特點(diǎn)，具有導(dǎo)通電壓低、驅(qū)動(dòng)功耗低、電流能力強(qiáng)和可集成等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于汽車電子、開關(guān)電源、平板顯示和電極驅(qū)動(dòng)等智能功率集成電路中。特別是隨著絕緣體上硅(Silicon On Insulator，簡稱SOI)技術(shù)的快速發(fā)展，避免了體硅LIGBT漏電流的問題，SOI LIGBT備受關(guān)注。其中，薄硅層SOI LIGBT因更易與控制電路集成而成為研究熱點(diǎn)，但過薄的頂層硅顯著增加了器件的電阻和導(dǎo)通功耗，大大增加了薄硅層SOI LIGBT的設(shè)計(jì)難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種LIGBT的制造方法，通過注入增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了超低的導(dǎo)通功耗。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種LIGBT器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：準(zhǔn)備半導(dǎo)體材料，所述半導(dǎo)體材料包括從上至下依次層疊設(shè)置的有源層1、絕緣層2和襯底層3，所述有源層1為N型導(dǎo)電類型；

第二步：通過局部氧化工藝在有源層1表面形成介質(zhì)槽4，所述介質(zhì)槽底部4與絕緣層2上表面之間有源層的厚度為T且T0，T值的大小為通過控制局部氧化的溫度與時(shí)長進(jìn)行設(shè)定；

第三步：通過離子注入技術(shù)在有源層1一端形成P型阱區(qū)5，在有源層1的另一端形成N型阱區(qū)6；

第四步：去除有源層1表面的所有介質(zhì)并在有源層1表面重新生長一層?xùn)沤橘|(zhì)7；

第五步：在柵介質(zhì)層7表面淀積多晶硅，反刻多晶硅形成多晶硅柵8，所述多晶硅柵8與P型阱區(qū)5有交疊且覆蓋介質(zhì)槽4底部；

第六步：通過離子注入在P型阱區(qū)5表面并列形成N型重?fù)诫s陰極接觸區(qū)9和P型重?fù)诫s陰極接觸區(qū)10，所述N型重?fù)诫s陰極接觸區(qū)9位于靠近多晶硅柵8的一側(cè)；在N型阱區(qū)6表面形成P型陽極接觸區(qū)11；

第七步：在N型重?fù)诫s陰極接觸區(qū)9和P型重?fù)诫s陰極接觸區(qū)10表面形成陰極金屬，在多晶硅柵8表面形成柵極金屬，在P型陽極接觸區(qū)11表面形成陽極金屬。

本發(fā)明總的技術(shù)方案：通過局部氧化工藝在LIGBT柵的下側(cè)形成超薄的硅層，在器件導(dǎo)通狀態(tài)下，由陽極端注入的空穴因難以通過柵下側(cè)的超薄硅層而大量貯存于漂移區(qū)靠近陰極的一側(cè)。為了維持漂移區(qū)的電中性條件，由陰極端向漂移區(qū)注入的電子也要相應(yīng)地增加。最終的結(jié)果是漂移區(qū)陰極一側(cè)的載流子濃度顯著提升，甚至高于陽極一側(cè)的載流子濃度，器件的導(dǎo)通壓降因此大為降低。

進(jìn)一步的，第二步中所述通過局部氧化工藝在有源層1表面形成的介質(zhì)槽4在器件縱向方向上不連續(xù)，所述器件縱向方向?yàn)橥瑫r(shí)垂直于器件橫向方向和垂直方向的第三維度方向；器件橫向方向?yàn)閺钠骷帢O指向陽極的方向，器件垂直方向?yàn)閺钠骷敳恐赶虻撞康姆较颉?/p>

本發(fā)明的有益效果為，相對于傳統(tǒng)方法，本發(fā)明的方法生成的器件的導(dǎo)通壓降大為降低，實(shí)現(xiàn)易集成、低功耗的橫向IGBT。