溝槽型igbt及制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種溝槽型IGBT及制備方法，通過(guò)硅襯底中間區(qū)域增加摻雜較重的P型區(qū)和N型區(qū)，誘導(dǎo)電子流向N結(jié)型區(qū)集中，并穿過(guò)P型區(qū)區(qū)域，通過(guò)P型體區(qū)最終到達(dá)集電極，由于電中性原則，電子的集中增加了電子在N型區(qū)外圍的濃度，這提高了空穴在N型區(qū)外圍的濃度，從而提高了該區(qū)域的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，而空穴則通過(guò)P型區(qū)擴(kuò)散至發(fā)射極；本發(fā)明利用了電荷平衡原則，通過(guò)增加在該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，因此使得在相同漂移區(qū)厚度下可以獲得更大的電壓，進(jìn)而降低厚度和提高電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，有效降低了器件的導(dǎo)通壓降。
【專(zhuān)利說(shuō)明】溝槽型IGBT及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率晶體管領(lǐng)域，具體涉及一種溝槽型IGBT及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR(gianttransistor，大功率晶體管)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；M0SFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域，目前已被廣泛用于工業(yè)、信息、新能源、醫(yī)學(xué)、交通、軍事和航空領(lǐng)域。隨著半導(dǎo)體材料和加工工藝的不斷進(jìn)步，IGBT的電流密度、耐壓和頻率不斷得到提升。市場(chǎng)上的IGBT器件的耐壓高達(dá)6500V，單管芯電流高達(dá)200A，頻率達(dá)到300kHz。在高頻大功率領(lǐng)域，目前還沒(méi)有任何一個(gè)其它器件可以代替它。
[0003]由于對(duì)IGBT器件的需求不斷旺盛，IGBT器件技術(shù)和IGBT產(chǎn)品的應(yīng)用都得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前IGBT器件已經(jīng)從平面型IGBT器件到溝槽型IGBT器件，采用溝槽柵的IGBT器件技術(shù)成為了新一代技術(shù)的亮點(diǎn)。與常規(guī)平面溝槽柵結(jié)構(gòu)不同，溝槽型溝槽柵向基區(qū)內(nèi)部延伸，導(dǎo)電溝道不再是水平而是垂直方向，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以使IGBT基區(qū)PIN效應(yīng)增強(qiáng)，溝槽柵附近過(guò)剩載流子濃度增大，從而有效地提高電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)并降低導(dǎo)通壓降。同時(shí)由于溝道電流是垂直方向，不再存在JEFT效應(yīng)，使得芯片溝槽柵密度的增大不再受限制，可以大大增強(qiáng)IGBT的導(dǎo)通電流能力。
[0004]圖1所示的為依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所制備出的一種溝槽型IGBT器件圖，包括:集電區(qū)18，在集電區(qū)18上覆蓋有外延層10，在外延層10的頂部設(shè)置有若干溝槽柵12，且溝槽柵12與外延層10之間設(shè)置有一柵氧化層11 ;相鄰溝槽柵12的襯底設(shè)置有P型體區(qū)13，在P型體區(qū)13之上的且位于外延層10上表面以下設(shè)置有N型有源區(qū)14，在N型有源區(qū)14和P型體區(qū)13之間設(shè)置有P型有源區(qū)15 ;外延層10之上設(shè)置有一圖案化的ILD (層間介質(zhì)層)層16，位于ILD層16上表面覆蓋有集電區(qū)17，且該集電區(qū)17通過(guò)ILD層16的開(kāi)口連接P型有源區(qū)15和N型有源區(qū)14。
[0005]照這種方法做出來(lái)的IGBT器件，其電場(chǎng)分布平滑，如圖3中301所示；同時(shí)電壓為電場(chǎng)的積分，因此需要較厚的N型襯底獲得同等耐壓，同時(shí)由于背面注入的空穴流比較分散，導(dǎo)致空穴濃度低，如圖4中401所示。以上因素都限制了 IGBT器件的工作性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種溝槽型IGBT器件制備方法，其中，包括如下步驟:
[0007]步驟S1:提供一摻雜的襯底，進(jìn)行第一離子注入工藝，在所述襯底內(nèi)形成若干間隔開(kāi)的第一埋層注入?yún)^(qū)；
[0008]之后再進(jìn)行第二離子注入工藝，在相鄰的兩個(gè)所述第一埋層注入?yún)^(qū)之間形成第二埋層注入?yún)^(qū)，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的深度相同且導(dǎo)電類(lèi)型相反；
[0009]步驟S2:刻蝕所述襯底，在所述襯底頂部形成若干間隔開(kāi)的溝槽，每個(gè)第二埋層注入?yún)^(qū)上方都設(shè)置有一個(gè)溝槽，且溝槽的底部與第二埋層注入?yún)^(qū)間預(yù)留有一預(yù)設(shè)距離而將它們間隔開(kāi)；
[0010]步驟S3:在所述溝槽底部和側(cè)壁制備一層?xùn)叛趸瘜?，之后再在溝槽?nèi)制備IGBT器件的溝槽式柵極。
[0011]上述的制備方法，其中，所述第一埋層注入?yún)^(qū)在垂直方向上位于兩相鄰溝槽之間。
[0012]上述的制備方法，其中，
[0013]先形成所述第一埋層注入?yún)^(qū)，之后在相鄰的兩個(gè)所述第一埋層注入?yún)^(qū)之間形成第二埋層注入?yún)^(qū)；或
[0014]先形成所述第二埋層注入?yún)^(qū)，之后在相鄰的兩個(gè)所述第二埋層注入?yún)^(qū)之間形成第一埋層注入?yún)^(qū)。
[0015]上述的制備方法，其中，采用如下方法形成所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū):
[0016]提供所述襯底，以一圖案化的光刻膠為注入掩膜對(duì)所述襯底正面進(jìn)行第一次離子注入，以在所述襯底中形成若干間隔開(kāi)的第一埋層注入?yún)^(qū)，移除光刻膠；
[0017]再制備另一圖案化的光刻膠以作為注入掩膜對(duì)所述襯底正面進(jìn)行第二次離子注入，以在相鄰兩個(gè)所述第一埋層注入?yún)^(qū)之間形成一第二埋層注入?yún)^(qū)。
[0018]上述的制備方法，其中，所述第一埋層注入?yún)^(qū)為P型注入?yún)^(qū)，所述第二埋層注入?yún)^(qū)為N型注入?yún)^(qū)。
[0019]上述的制備方法，其中，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的離子摻雜濃度均大于所述襯底的摻雜濃度。
[0020]上述的制備方法，其中，所述襯底為N型摻雜。
[0021]同時(shí)本發(fā)明還提供了一種溝槽型IGBT器件，其中，包括:
[0022]位于一集電區(qū)之上的一襯底，所述襯底中設(shè)置有埋層注入層，所述埋層注入層包括第一埋層注入?yún)^(qū)和第二埋層注入?yún)^(qū)，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的深度相同且導(dǎo)電類(lèi)型相反，任意一所述第二埋層注入?yún)^(qū)與位于該第二埋層注入?yún)^(qū)兩側(cè)的兩個(gè)第一埋層注入?yún)^(qū)均形成接觸；
[0023]所述襯底頂部設(shè)置有若干間隔開(kāi)的溝槽，所述溝槽與所述第二埋層注入?yún)^(qū)一對(duì)一地在豎直方向上形成重疊，且所述溝槽不與所述第二埋層注入?yún)^(qū)形成接觸，各所述溝槽內(nèi)填充有溝槽柵，且所述溝槽柵與襯底之間設(shè)置有一柵氧化層；
[0024]相鄰溝槽之間的襯底中設(shè)置有P型體區(qū)，位于所述P型體區(qū)與襯底上表面之間設(shè)置有N型有源區(qū)，相鄰溝槽之間的N型有源區(qū)和P型體區(qū)中形成一體化的P型有源區(qū)。
[0025]上述的溝槽型IGBT器件，其中，所述第一埋層注入?yún)^(qū)為P型注入?yún)^(qū)，所述第二埋層注入?yún)^(qū)為N型注入?yún)^(qū)。
[0026]上述的溝槽型IGBT器件，其中，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的離子摻雜濃度均大于所述襯底的摻雜濃度。
[0027]本發(fā)明通過(guò)硅襯底中間區(qū)域增加摻雜相對(duì)較重的P和N深結(jié)，誘導(dǎo)電子流向N深結(jié)集中，并穿過(guò)N深結(jié)區(qū)域，最終到達(dá)集電區(qū)，由于電中性原則，電子的集中增加了電子該N深結(jié)外圍的濃度，這提高了空穴在N深結(jié)外圍的濃度，從而提高了該區(qū)域的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，而空穴則通過(guò)P深結(jié)擴(kuò)散至發(fā)射極；同時(shí)利用了電荷平衡原則，增加在該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，因此使得在相同漂移區(qū)厚度下可以獲得更大的電壓，進(jìn)而降低厚度和提高電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，有效降低了器件的導(dǎo)通壓降。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明及其特征、夕卜形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0029]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中制備溝槽型IGBT的流程圖；
[0030]圖2A至2K為本發(fā)明提供的一種制備IGBT器件的流程圖；
[0031]圖3為本發(fā)明制備出的IGBT器件與傳統(tǒng)的IGBT器件的電場(chǎng)分布對(duì)比圖；
[0032]圖4為本發(fā)明制備出的IGBT器件與傳統(tǒng)的IGBT器件的空穴濃度分布對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0034]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0035]本發(fā)明提供了一種溝槽型IGBT的制備工藝，通過(guò)在硅襯底中間區(qū)域增加摻雜相對(duì)較重的P型區(qū)和N型區(qū)，在降低芯片的厚度的同時(shí)，還提高了電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，并有效降低了器件的導(dǎo)通壓降。為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)效果，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。
[0036]首先執(zhí)行步驟S1:提供一摻雜的襯底100，進(jìn)行第一離子注入工藝，在襯底100內(nèi)一預(yù)設(shè)深度處形成若干間隔開(kāi)的第一埋層注入?yún)^(qū)110，之后進(jìn)行第二離子注入工藝，在相鄰的兩個(gè)第一埋層注入?yún)^(qū)110之間形成有第二埋層注入?yún)^(qū)120。其中，第一埋層注入?yún)^(qū)110和第二埋層注入?yún)^(qū)120的深度相同且導(dǎo)電類(lèi)型相反。在一作為示范但并不作為局限的實(shí)施例中，形成的第一注入?yún)^(qū)110和第二注入?yún)^(qū)120深度一般控制在5um至20um之間(可視為第一注入?yún)^(qū)110和第二注入?yún)^(qū)120在豎直方向上的厚度)。在一可選但并不作為局限的實(shí)施例中，任意一第二埋層注入?yún)^(qū)120與位于該第二埋層注入?yún)^(qū)120兩側(cè)的兩個(gè)第一埋層注入?yún)^(qū)110均形成接觸。如圖2A至2C所示。
[0037]在一可選的實(shí)施例中，首先在襯底100上涂布光刻膠，采用P深結(jié)光罩對(duì)襯底100的正面的部分區(qū)域注入高能量的P型雜質(zhì)，在襯底中100 —預(yù)設(shè)深度中形成第一埋層注入?yún)^(qū)110，去除光刻膠；之后再涂布新的光刻膠，采用N深結(jié)光罩對(duì)襯底100的正面的部分區(qū)域注入高能量的N型雜質(zhì)，在襯底100中的相鄰第一埋層注入?yún)^(qū)110之間形成第二埋層注入?yún)^(qū)120，去除光刻膠。在完成N/P的高能量質(zhì)注入后，均進(jìn)行依次退火處理，以對(duì)注入的雜質(zhì)進(jìn)行激活。
[0038]在本發(fā)明中，采用重?fù)诫s形成上述的第一埋層注入?yún)^(qū)110和第二埋層注入?yún)^(qū)120，使得第一埋層注入?yún)^(qū)110和第二埋層注入?yún)^(qū)120的離子摻雜濃度均大于襯底100的離子摻雜濃度。同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，形成第一埋層注入?yún)^(qū)I1和第二埋層注入?yún)^(qū)120的先后順序并不僅僅局限于上述實(shí)施例，例如在其他一些實(shí)施例中，亦可先形成第二埋層注入?yún)^(qū)120，之后在形成第一埋層注入?yún)^(qū)110，步驟與上文基本相同，只是順序有所不同，對(duì)本發(fā)明并不影響。優(yōu)選的，襯底100為N-型摻雜，作為IGBT器件的漂移區(qū)(N-Drift)。
[0039]執(zhí)行步驟S2:進(jìn)行光刻和刻蝕工藝，以在襯底100頂部形成若干間隔開(kāi)的溝槽200，用以制備IGBT的溝槽柵。其中，在襯底100頂部形成的溝槽200在豎直方向上與第二埋層注入?yún)^(qū)120形成一對(duì)一的重疊，即在每個(gè)第二埋層注入?yún)^(qū)120上方都設(shè)置有一個(gè)溝槽200。同時(shí)溝槽200的底部與第二埋層注入120區(qū)間預(yù)留有一預(yù)設(shè)距離以將溝槽200和第二埋層注入?yún)^(qū)120間隔開(kāi)來(lái)。在一作為示范但并不作為局限的實(shí)施例中，第一注入?yún)^(qū)110和第二注入?yún)^(qū)120的頂部與溝槽200之間的距離需設(shè)置在1um至20um之間。如圖2D所
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[0040]執(zhí)行步驟S3:在形成溝槽200后，在溝槽200暴露的表面形成一層?xùn)叛趸瘜?01，之后填充多晶硅覆蓋在襯底100的上表面并將溝槽進(jìn)行填充，之后進(jìn)行平坦化處理，移除襯底100上表面的多晶硅，保留溝槽200內(nèi)的多晶硅作為IGBT器件的溝槽柵102。如圖2E所示。
[0041]執(zhí)行步驟S4:在相鄰溝槽之間的襯底頂部形成P型體區(qū)103，并在P型體區(qū)103頂部形成N型有源區(qū)104，以及在相鄰兩個(gè)溝槽之間的N型有源區(qū)104和P型體區(qū)103中形成一體化的P型有源區(qū)105。如圖2F至2H所示。
[0042]具體的，首先在外延層100’正面注入低摻雜的硼，進(jìn)行退火以在相鄰溝槽200之間頂部的外延層100’中形成P型體區(qū)103 ;之后再采用NP光罩，對(duì)P型體區(qū)103所在區(qū)域的表面進(jìn)行N型雜質(zhì)的重?fù)诫s工藝，從而在P型體區(qū)103表面形成N型有源區(qū)104 ;之后再采用PP光罩，進(jìn)行P型雜質(zhì)的重?fù)诫s工藝，在相鄰兩個(gè)溝槽200之間的N型有源區(qū)104和P型體區(qū)103中形成一體化的P型有源區(qū)105，且該P(yáng)型有源區(qū)105通過(guò)襯底100的上表面予以外露。
[0043]在一可選但并不作為局限的實(shí)施例中，形成的P型有源區(qū)105的形狀為上寬下窄的臺(tái)階狀。
[0044]執(zhí)行步驟S5:沉積 ILD(Interlayer dielectric layer,層間介質(zhì)層)層 106 覆蓋在外延層100’上表面并刻蝕ILD層106，在ILD層106中形成將P型有源區(qū)105和部分N型有源區(qū)104暴露出的通孔，之后沉積金屬層覆蓋在在ILD層106的上表面并將通孔進(jìn)行填充以作為發(fā)射極107，之后對(duì)襯底100背面進(jìn)行P型元素的注入以形成集電區(qū)108。其中，集電區(qū)108的離子摻雜濃度大于襯底100的摻雜濃度。如圖21至2K所示。
[0045]上述步驟完成后，最終形成了圖2K所示的結(jié)構(gòu)。在襯底100形成有若干交替分布的P深結(jié)和N深結(jié)區(qū)，相比較傳統(tǒng)器而言可以提高該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，如圖3中的302曲線所示；而電壓為電場(chǎng)的積分，由此在保證同等耐壓強(qiáng)度的前提下可以通過(guò)降低襯底厚度，同時(shí)可以讓MOS結(jié)構(gòu)的電子流集中在N深結(jié)區(qū)域(即第二埋層注入?yún)^(qū)120)，提高了該區(qū)域的電子濃度，由于電中性原則，該區(qū)域附近的空穴密度大幅提高，如圖4中402所示，然后穿過(guò)P深結(jié)區(qū)(即第一埋層注入?yún)^(qū)110)，通過(guò)P型體區(qū)到達(dá)發(fā)射極；由于提高了空穴流的集中程度，所以提高了硅襯底中間區(qū)域的電導(dǎo)調(diào)制強(qiáng)度，有效降低了器件的導(dǎo)通壓降。
[0046]同時(shí)本發(fā)明還提供了一種溝槽型IGBT器件，可參照?qǐng)D2K所示，包括:
[0047]位于一 P型集電區(qū)108之上的一 N型襯底100，襯底100中在一預(yù)設(shè)深度設(shè)置有埋層注入層，埋層注入層包括第一埋層注入?yún)^(qū)I1和第二埋層注入?yún)^(qū)120，第一埋層注入?yún)^(qū)110和第二埋層注入?yún)^(qū)120的深度相同且導(dǎo)電類(lèi)型相反，任意一第二埋層注入?yún)^(qū)120與位于該第二埋層注入?yún)^(qū)120兩側(cè)的兩個(gè)第一埋層注入?yún)^(qū)110均形成接觸。
[0048]作為可選項(xiàng)，上述的第一埋層注入?yún)^(qū)110為P型注入?yún)^(qū)，第二埋層注入?yún)^(qū)120為N型注入?yún)^(qū)。上述的第一埋層注入?yún)^(qū)110和第二埋層注入?yún)^(qū)120的離子摻雜濃度均大于襯底100的離子摻雜濃度，同時(shí)P型集電區(qū)108的離子摻雜濃度也大于襯底100的離子摻雜濃度。
[0049]襯底100頂部設(shè)置有若干間隔開(kāi)的溝槽，各溝槽中填充有溝槽柵102，溝槽柵102與襯底100之間設(shè)置有一柵氧化層101。其中，在本發(fā)明一優(yōu)選但并不作為局限的實(shí)施例中，溝槽柵102與第二埋層注入?yún)^(qū)120 —對(duì)一的在豎直方向上形成重疊，且溝槽不與第二埋層注入?yún)^(qū)120形成接觸。
[0050]相鄰溝槽之間的襯底100中設(shè)置有P型體區(qū)103，位于P型體區(qū)103上表面且靠近溝槽側(cè)壁處的襯底100表面設(shè)置有N型有源區(qū)104，相鄰兩個(gè)溝槽之間的N型有源區(qū)104和P型體區(qū)103中形成一體化的P型有源區(qū)105，且該P(yáng)型有源區(qū)105通過(guò)襯底100的頂面外露。
[0051]在襯底100的頂部設(shè)置有ILD層106，在該ILD層106中具有暴露出P型有源區(qū)105和部分N型有源區(qū)104的通孔，通孔內(nèi)填充有金屬，且該金屬還覆蓋在ILD層106的上表面，以作為發(fā)射極107。
[0052]綜上所述，由于本發(fā)明采用了如上技術(shù)方案，通過(guò)在漂移區(qū)內(nèi)形成深P型和深N型結(jié)，相比較傳統(tǒng)器件可以提高該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，如圖3中的302曲線所示；而電壓為電場(chǎng)的積分，由此在保證同等耐壓強(qiáng)度的前提下可以降低襯底厚度，同時(shí)可誘導(dǎo)MOS結(jié)構(gòu)的電子流集中在N深結(jié)區(qū)域(即第二注入?yún)^(qū)120)，提高了該區(qū)域的電子濃度，由于電中性原則，該區(qū)域附近的空穴密度大幅提高(參照?qǐng)D4中402曲線所示)，然后空穴穿過(guò)P深結(jié)區(qū)(即第一注入?yún)^(qū)110)，通過(guò)P型體區(qū)103到達(dá)發(fā)射極107，因?yàn)樘岣吡丝昭鞯募谐潭龋蕴岣吡斯枰r底中間區(qū)域的電導(dǎo)調(diào)制強(qiáng)度，有效降低了器件的導(dǎo)通壓降。
[0053]以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種溝槽型IGBT器件制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S1:提供一摻雜的襯底，進(jìn)行第一離子注入工藝，在所述襯底內(nèi)形成若干間隔開(kāi)的第一埋層注入?yún)^(qū)； 之后再進(jìn)行第二離子注入工藝，在相鄰的兩個(gè)所述第一埋層注入?yún)^(qū)之間形成第二埋層注入?yún)^(qū)，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的深度相同且導(dǎo)電類(lèi)型相反； 步驟S2:刻蝕所述襯底，在所述襯底頂部形成若干間隔開(kāi)的溝槽，每個(gè)第二埋層注入?yún)^(qū)上方都設(shè)置有一個(gè)溝槽，且溝槽的底部與第二埋層注入?yún)^(qū)間預(yù)留有一預(yù)設(shè)距離以將所述溝槽和第二埋層注入?yún)^(qū)間隔開(kāi)來(lái)； 步驟S3:在所述溝槽底部和側(cè)壁制備一層?xùn)叛趸瘜樱笤僭跍喜蹆?nèi)制備IGBT器件的溝槽式柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一埋層注入?yún)^(qū)在垂直方向上位于兩相鄰溝槽之間。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于， 先形成所述第一埋層注入?yún)^(qū)，之后在相鄰的兩個(gè)所述第一埋層注入?yún)^(qū)之間形成第二埋層注入?yún)^(qū)；或 先形成所述第二埋層注入?yún)^(qū)，之后在相鄰的兩個(gè)所述第二埋層注入?yún)^(qū)之間形成第一埋層注入?yún)^(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，采用如下方法形成所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū): 提供所述襯底，以一圖案化的光刻膠為注入掩膜對(duì)所述襯底正面進(jìn)行第一次離子注入，以在所述襯底中形成若干間隔開(kāi)的第一埋層注入?yún)^(qū)，移除光刻膠； 再制備另一圖案化的光刻膠以作為注入掩膜對(duì)所述襯底正面進(jìn)行第二次離子注入，以在相鄰兩個(gè)所述第一埋層注入?yún)^(qū)之間形成一第二埋層注入?yún)^(qū)。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一埋層注入?yún)^(qū)為P型注入?yún)^(qū)，所述第二埋層注入?yún)^(qū)為N型注入?yún)^(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的離子摻雜濃度均大于所述襯底的摻雜濃度。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述襯底為N型摻雜。
8.—種溝槽型IGBT器件，其特征在于，包括: 位于一集電區(qū)之上的一襯底，所述襯底中設(shè)置有埋層注入層，所述埋層注入層包括第一埋層注入?yún)^(qū)和第二埋層注入?yún)^(qū)，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的深度相同且導(dǎo)電類(lèi)型相反，任意一所述第二埋層注入?yún)^(qū)與位于該第二埋層注入?yún)^(qū)兩側(cè)的兩個(gè)第一埋層注入?yún)^(qū)均形成接觸； 所述襯底頂部設(shè)置有若干間隔開(kāi)的溝槽，所述溝槽與所述第二埋層注入?yún)^(qū)一對(duì)一地在豎直方向上形成重疊，且所述溝槽不與所述第二埋層注入?yún)^(qū)形成接觸，各所述溝槽內(nèi)填充有溝槽柵，且所述溝槽柵與襯底之間設(shè)置有一柵氧化層； 相鄰溝槽之間的襯底中設(shè)置有P型體區(qū)，位于所述P型體區(qū)與襯底上表面之間設(shè)置有N型有源區(qū)，相鄰溝槽之間的N型有源區(qū)和P型體區(qū)中形成一體化的P型有源區(qū)。
9.如權(quán)利要求8所述的溝槽型IGBT器件，其特征在于，所述第一埋層注入?yún)^(qū)為P型注入?yún)^(qū)，所述第二埋層注入?yún)^(qū)為N型注入?yún)^(qū)。
10.如權(quán)利要求8所述的溝槽型IGBT器件，其特征在于，所述第一埋層注入?yún)^(qū)和所述第二埋層注入?yún)^(qū)的離子摻雜濃度均大于所述襯底的摻雜濃度。
【文檔編號(hào)】H01L21/331GK104241126SQ201410476079
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】吳多武, 可瑞思 申請(qǐng)人:中航（重慶）微電子有限公司