[發(fā)明專利]絕緣柵雙極型晶體管器件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911149088.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112825301B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫偉鋒;王耀輝;宋華;張森;楊光安;張龍;吳汪然;劉斯揚(yáng);耿和龍;時(shí)龍興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/331
• 分類號(hào): H01L21/331;H01L29/739
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 虞凌霄

本發(fā)明涉及一種絕緣柵雙極型晶體管器件及其制造方法，該方法包括：獲取襯底，所述襯底上形成有漂移區(qū)、柵極區(qū)、緩沖區(qū)、場(chǎng)氧層；去除所述漂移區(qū)上方位于柵極區(qū)與緩沖區(qū)之間區(qū)域的場(chǎng)氧層后形成第一溝槽，所述第一溝槽的一端與柵極區(qū)相鄰；在所述襯底上形成具有第一內(nèi)應(yīng)力的氮化硅層，所述氮化硅層位于所述第一溝槽的上方并沿所述第一溝槽的側(cè)壁向上延伸至所述柵極區(qū)的上方。通過(guò)位于所述第一溝槽的上方并沿所述第一溝槽的側(cè)壁向上延伸至所述柵極區(qū)的上方的氮化硅層，在絕緣柵雙極型晶體管器件內(nèi)引入內(nèi)應(yīng)力，從而提高了器件內(nèi)載流子的遷移率，在突破硅材料的極限限制的同時(shí)提高了器件的電學(xué)特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種絕緣柵雙極型晶體管器件的制造方法和一種絕緣柵雙極型晶體管器件。

背景技術(shù)

隨著集成電路特征線寬縮小到90nm以下，通過(guò)柵極厚度、柵極介電常數(shù)及結(jié)深提高器件性能已經(jīng)不能滿足工藝的要求，即使柵極厚度控制在 5個(gè)原子層，結(jié)深也只有10nm。因此,要使器件進(jìn)一步提高性能,必須要在適當(dāng)增加成本的情況下引入新的技術(shù)。

傳統(tǒng)的絕緣體上硅橫向絕緣柵雙極型晶體管(Silicon On Insulator- LateralInsulated Gate Bipolar Transistor，SOI-LIGBT)的研究主要是對(duì)器件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，例如通過(guò)多溝道結(jié)構(gòu)、U型溝道結(jié)構(gòu)、載流子存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、溝槽柵結(jié)構(gòu)等加快器件的關(guān)斷速度，提高器件的抗栓鎖能力及短路魯棒性等，但受到硅材料的極限限制，器件性能沒(méi)有突破性的提升。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種絕緣柵雙極型晶體管器件的制造方法及一種絕緣柵雙極型晶體管器件。

一種絕緣柵雙極型晶體管器件的制造方法,包括：

獲取襯底，所述襯底上形成有漂移區(qū)、柵極區(qū)、緩沖區(qū)、場(chǎng)氧層；

去除所述漂移區(qū)上方位于柵極區(qū)與緩沖區(qū)之間區(qū)域的場(chǎng)氧層后形成第一溝槽，所述第一溝槽的一端與柵極區(qū)相鄰；

在所述襯底上形成具有第一內(nèi)應(yīng)力的氮化硅層，所述氮化硅層位于所述第一溝槽的上方并沿第一溝槽的側(cè)壁向上延伸至所述柵極區(qū)的上方。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述襯底上形成具有第一內(nèi)應(yīng)力的氮化硅層之前還包括步驟：

在所述襯底上形成第一氧化層，所述第一氧化層位于所述第一溝槽的上方并沿第一溝槽的側(cè)壁向上延伸至柵極區(qū)的上方；

在所述襯底上形成具有第一內(nèi)應(yīng)力的氮化硅層的步驟是在第一氧化層上方形成所述氮化硅層。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，氮化硅層的厚度為大于等于0.1微米且小于等于0.3微米，第一氧化層的厚度大于0微米且小于等于0.15微米。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一內(nèi)應(yīng)力為張應(yīng)力，第一內(nèi)應(yīng)力大于0帕且小于等于2吉帕；或第一內(nèi)應(yīng)力為壓應(yīng)力，第一內(nèi)應(yīng)力大于等于-2吉帕且小于0帕。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，氮化硅層的一端與所述柵極區(qū)遠(yuǎn)離第一溝槽的一端之間的距離為大于等于0微米且小于等于1.5微米，氮化硅層的另一端與所述柵極區(qū)臨近第一溝槽的一端之間的距離大于0微米且小于18微米。

上述方法，包括：獲取襯底，所述襯底上形成有漂移區(qū)、柵極區(qū)、緩沖區(qū)、場(chǎng)氧層；去除所述漂移區(qū)上方位于柵極區(qū)與緩沖區(qū)之間區(qū)域的場(chǎng)氧層后形成第一溝槽，所述第一溝槽的一端與柵極區(qū)相鄰；在所述襯底上形成具有第一內(nèi)應(yīng)力的氮化硅層，所述氮化硅層位于所述第一溝槽的上方并沿所述第一溝槽的側(cè)壁向上延伸至所述柵極區(qū)的上方。通過(guò)位于所述第一溝槽的上方并沿所述第一溝槽的側(cè)壁向上延伸至所述柵極區(qū)的上方的氮化硅層，在絕緣柵雙極型晶體管器件內(nèi)引入內(nèi)應(yīng)力，從而提高了器件內(nèi)載流子的遷移率，在突破硅材料的極限限制的同時(shí)提高了器件的電學(xué)特性。

一種絕緣柵雙極型晶體管器件，包括：