[發明專利]絕緣柵雙極型晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 202210117032.4
• 申請日: 2022-02-08
• 公開（公告）號: CN114156180A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 胡鈺祺
• 申請（專利權）人: 紹興中芯集成電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/06;H01L29/739
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 田婷

本發明提供了一種絕緣柵雙極型晶體管及其制造方法，所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法包括：提供一襯底，形成溝槽于所述襯底中；形成摻雜層于所述溝槽底部；執行退火工藝，使得所述摻雜層中的摻雜離子擴散進入所述襯底中，以形成包圍所述溝槽底部的少子存儲層；去除所述摻雜層；形成柵極結構于所述溝槽中；以及，形成體區于所述溝槽兩側的襯底頂部，所述體區與所述少子存儲層之間間隔所述襯底。本發明的技術方案能夠減小對閾值電壓的影響且降低成本。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種絕緣柵雙極型晶體管及其制造方法。

背景技術

IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是由MOSFET(輸入級)和PNP晶體管(輸出級)復合而成的一種器件，既有MOSFET器件易于驅動、輸入阻抗低和開關速度快的特點，又有雙極型器件通態電流密度大、導通壓降低、損耗小、穩定性好的優點。

溝槽型IGBT采用少子存儲層能夠降低其飽和壓降和關斷時間，有利于器件性能提升。目前，通常采用外延或高能離子注入的方法形成少子存儲層，但是，這兩種方法的工藝穩定性差，對閾值電壓影響大，且對設備能力要求高，需要多層外延或高能離子注入機，成本很高。

因此，如何對少子存儲層的形成方法進行改進，以減小對閾值電壓的影響以及降低成本是目前亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種絕緣柵雙極型晶體管及其制造方法，能夠減小對閾值電壓的影響且降低成本。

為實現上述目的，本發明提供了一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，包括：

提供一襯底，形成溝槽于所述襯底中；

形成摻雜層于所述溝槽底部；

執行退火工藝，使得所述摻雜層中的摻雜離子擴散進入所述襯底中，以形成包圍所述溝槽底部的少子存儲層；

去除所述摻雜層；

形成柵極結構于所述溝槽中；以及，

形成體區于所述溝槽兩側的襯底頂部，所述體區與所述少子存儲層之間間隔所述襯底。

可選地，形成所述摻雜層于所述溝槽底部的步驟包括：

于所述溝槽中填滿摻雜材料層；以及，

刻蝕去除部分所述摻雜材料層，保留位于所述溝槽底部的摻雜材料層作為所述摻雜層。

可選地，所述摻雜層的材質為含有摻雜離子的多晶硅。

可選地，所述摻雜離子的濃度為1E16 cm^-3~1E18 cm^-3。

可選地，所述溝槽的深度為3μm~6μm。

可選地，所述襯底與所述少子存儲層具有第一導電類型，所述體區具有第二導電類型。

可選地，所述柵極結構包括：覆蓋于所述溝槽的側壁和底壁上的柵極介質層以及填充于所述溝槽中的柵極層，所述溝槽的底壁上的柵極介質層的厚度大于或等于所述溝槽的側壁上的柵極介質層的厚度；或者，所述柵極結構包括：形成于所述溝槽中的屏蔽柵極層、形成于所述溝槽中且位于所述屏蔽柵極層上方的柵極層，所述屏蔽柵極層、所述柵極層和所述襯底之間夾有柵極介質層。

可選地，所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法還包括：

形成發射區于所述體區的頂部，且所述發射區位于所述柵極結構的兩側；

形成絕緣介質層覆蓋于所述襯底和所述柵極結構上；

形成第一通孔和第二通孔于所述絕緣介質層中，所述第一通孔暴露出所述發射區，所述第二通孔暴露出所述柵極結構；

填充金屬材料于所述第一通孔和所述第二通孔中，以將所述發射區和所述柵極結構引出。

本發明還提供了一種絕緣柵雙極型晶體管，包括：

襯底；