[發明專利]SJ-IGBT結構的形成方法、SJ-IGBT結構

在審

• 申請號: 202211500623.6
• 申請日: 2022-11-28
• 公開（公告）號: CN115763530A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 李昊;邢軍軍
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L21/331;H01L29/739
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張英英

1.一種SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底；

在所述半導體襯底內形成P型柱體；

對所述半導體襯底以及P型柱體進行刻蝕以形成柵極溝槽，所述柵極溝槽包括隔離柵溝槽，每個隔離柵溝槽的底部表面暴露出一個或多個P型柱體的刻蝕后的全部頂部表面；

在所述柵極溝槽內形成柵極結構；

其中，所述半導體襯底內具有P型體摻雜區，所述隔離柵溝槽的底部表面與所述半導體襯底的表面之間的第一距離大于所述P型體摻雜區的底部表面與所述半導體襯底的表面之間的第二距離，且小于所述P型柱體的底部表面與所述半導體襯底的表面之間的第三距離。

2.根據權利要求1所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，所述隔離柵溝槽與所述P型柱體一一對應；

其中，每個隔離柵溝槽的底部表面暴露出對應的P型柱體的刻蝕后的全部頂部表面，且所述隔離柵溝槽的底部表面輪廓大于所述P型柱體的頂部表面輪廓。

3.根據權利要求1所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，對所述半導體襯底以及P型柱體進行刻蝕以形成柵極溝槽，包括：

在所述半導體襯底的表面形成圖形化的掩膜層，其中，所述圖形化的掩膜層在所述P型柱體的頂部表面的待刻蝕輪廓覆蓋所述P型柱體的頂部表面，且所述圖形化的掩膜層在所述P型柱體的頂部表面的待刻蝕輪廓大于所述P型柱體的頂部表面輪廓；

采用所述圖形化的掩膜層，對所述半導體襯底以及P型柱體進行刻蝕。

4.根據權利要求1所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，在所述柵極溝槽內形成柵極結構，包括：

在所述隔離柵溝槽內的底部表面和側壁表面形成柵氧化層；

在所述柵氧化層的表面形成柵導電層，其中，所述柵導電層填滿所述隔離柵溝槽，或者，所述柵導電層覆蓋所述隔離柵溝槽的底部表面和側壁表面，且未填滿所述隔離柵溝槽；

對所述柵導電層進行回刻蝕，以得到位于所述隔離柵溝槽內的隔離柵結構。

5.根據權利要求4所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，如果所述柵導電層填滿所述隔離柵溝槽，則回刻蝕后的柵導電層的頂部表面與所述半導體襯底的表面齊平；

如果所述柵導電層覆蓋所述隔離柵溝槽的底部表面和側壁表面，且未填滿所述隔離柵溝槽，則回刻蝕后的柵導電層的全部或部分位于所述隔離柵溝槽的側壁表面且回刻蝕后的柵導電層的厚度小于所述隔離柵溝槽的厚度。

6.根據權利要求4所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，所述方法還包括：

在所述柵極溝槽內形成柵極結構之后，形成介質層，所述介質層覆蓋所述P型體摻雜區、所述柵極結構以及P型柱體；

其中，如果所述柵導電層覆蓋所述隔離柵溝槽的底部表面和側壁表面，且未填滿所述隔離柵溝槽，則所述介質層填充所述隔離柵溝槽內的剩余空間。

7.根據權利要求1所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，還包括：

在所述半導體襯底內形成P型柱體之前，向所述半導體襯底內進行P型體區離子注入，以形成P型體摻雜區。

8.根據權利要求1所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，還包括：

在所述半導體襯底內形成P型柱體之后，以及在對所述半導體襯底以及P型柱體進行刻蝕以形成柵極溝槽之前，向所述半導體襯底內進行P型體區離子注入，以形成P型體摻雜區。

9.根據權利要求1所述的SJ-IGBT結構的形成方法，其特征在于，還包括：

在所述柵極溝槽內形成柵極結構之后，以及在形成介質層之前，向所述半導體襯底內進行P型體區離子注入，以形成P型體摻雜區。