[發明專利]一種槽柵IGBT芯片及其制造方法

在審

• 申請號: 201810792044.0
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108878290A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 陳利;陳譯;陳劍;姜帆;張軍亮
• 申請（專利權）人: 廈門芯一代集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/739;H01L23/373
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種槽柵IGBT芯片及其制造方法，具體制造方法步驟如下：步驟一：在硅片的一側刻蝕出絕緣溝槽，在絕緣溝槽內填充第一絕緣層，在第一絕緣層的外側填充與P型基片接觸的導電層；步驟二：在步驟一的基礎上在硅片表面大面積離子注入對應于器件溝槽區的P型層和源區的N型層；步驟三：在步驟二的基礎上采用快速熱退火的方式將Ti和金屬連接孔中的硅反應形成TiSi2金屬硅化物，使用NH4OH和H2O2混合堿性化學藥液將未反應的金屬Ti刻蝕掉，采用物理氣相淀積的方式淀積一層鋁或鋁合金；步驟四：在步驟三的基礎上在N型層的窗口處淀積二氧化硅隨后進行濕法刻蝕。本發明槽柵IGBT芯片及其制造方法具有很高的實用性，整體裝置應用前景廣泛，適合廣泛推廣。

技術領域

本發明涉及一種制造方法，特別涉及一種槽柵IGBT芯片及其制造方法。

背景技術

槽柵IGBT芯片是一種發展十分迅速的功率半導體器件。它既具有MOS輸入阻抗高、控制功率小、驅動電路簡單、開關速度快、開關損耗小的優點，又具有BJT電流密度大、飽和壓降低、電流處理能力強的優點。但是現有的制造方法工藝流程繁瑣，不能避免套刻誤差，確保元胞溝道的一致性，防腐散熱效果不明顯。為此，我們提出一種槽柵IGBT芯片及其制造方法。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種槽柵IGBT芯片及其制造方法，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

具體制造方法步驟如下：

步驟一：在硅片的一側刻蝕出絕緣溝槽，在絕緣溝槽內填充第一絕緣層，在第一絕緣層的外側填充與P型基片接觸的導電層；

步驟二：在步驟一的基礎上在硅片表面大面積離子注入對應于器件溝槽區的P型層和源區的N型層；

步驟三：在步驟二的基礎上采用快速熱退火的方式將Ti和金屬連接孔中的硅反應形成TiSi2金屬硅化物，使用NH4OH和H2O2混合堿性化學藥液將未反應的金屬Ti刻蝕掉，采用物理氣相淀積的方式淀積一層鋁或鋁合金；

步驟四：在步驟三的基礎上在N型層的窗口處淀積二氧化硅隨后進行濕法刻蝕，再對整個N型層襯底正面離子注入硼，作退火、推結處理后形成位于中間的P型層，同時多晶硅層中注入P型雜質硼；

步驟五：在步驟四的基礎上在硅片的表面噴涂有散熱涂層，放入到干燥機中快速干燥后，再在其表層噴涂一層耐腐蝕涂層；

步驟六：在步驟五的基礎上N型襯底背面金屬化制作集電極。

優選的，步驟一中刻槽后的第一次氧化，用溶劑漂去氧化層。

優選的，步驟二中P層與源極的外部互連，自動形成多重溝道短路結構。

優選的，步驟三中采用光刻、刻蝕、剝膠的標準流程，刻出預設金屬圖形。

優選的，步驟四對整個N型層襯底正面離子注入磷，作退火、推結處理后形成N型層，同時多晶硅層中注入N型層雜質磷。

優選的，步驟五中散熱涂層為導熱硅膠層，耐腐蝕涂層為合成樹脂層。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1、在絕緣溝槽內填充第一絕緣層，在第一絕緣層的外側填充與P型基片接觸的導電層的工藝流程中，至少減少了兩次光刻，大大減少了工藝步驟，節約了器件制造的工藝成本。

2、利用一套光刻版注入P和N型層，可以避免套刻誤差，確保元胞溝道的一致性，同時節省一道光刻板。

3、采用快速熱退火的方式將Ti和金屬連接孔中的硅反應形成TiSi2金屬硅化物，實用性強，不易老化，制作方法簡單，該發明槽柵IGBT芯片及其制造方法具有很高的實用性，操作簡單，適合廣泛推廣使用。