本發(fā)明涉及一種絕緣柵雙極晶體管，具體涉及一種具有抗輻射能力的高可靠性絕緣柵雙極晶體管及其制作方法。

背景技術(shù)：

絕緣柵雙極晶體管(igbt)是一種發(fā)展十分迅速的功率半導(dǎo)體器件。igbt將mosfet和雙擊器件的優(yōu)點(diǎn)綜合于一身，不僅門極輸入阻抗高、驅(qū)動(dòng)功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡單、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小，而且通態(tài)壓降低、電流處理能力強(qiáng)。

igbt正向工作狀態(tài)下，在n-漂移區(qū)存在著電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使其漂移區(qū)有大量的電子空穴對，能夠降低通態(tài)壓降。而在表面p阱處，存在著對空穴的抽取作用，會(huì)減弱電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，并增加通態(tài)損耗。因此，設(shè)計(jì)igbt器件時(shí)，須改善和優(yōu)化p阱設(shè)計(jì)，以減少p阱對空穴的收集作用，降低通態(tài)壓降，同時(shí)有利于降低開關(guān)損耗，使器件的整體性能獲得改善。

igbt的應(yīng)用領(lǐng)域極廣，其工作環(huán)境也異常復(fù)雜。應(yīng)用在高原環(huán)境或者航天領(lǐng)域時(shí)，igbt會(huì)遭受到各種宇宙射線以及高能粒子的輻射。這些輻射會(huì)造成igbt的閾值電壓漂移、燒毀和柵穿等損傷，會(huì)嚴(yán)重影響igbt的工作性能和可靠性。電離輻射總劑量效應(yīng)和單粒子效應(yīng)是igbt器件在輻射環(huán)境中較為常見的兩種輻射效應(yīng)。電離輻射總劑量效應(yīng)是指高能電磁波或伽馬射線輻照igbt時(shí)，在柵氧層內(nèi)積累正電荷，導(dǎo)致其閾值電壓和擊穿電壓發(fā)生漂移，影響器件的可靠性。單粒子效應(yīng)是指宇宙射線或高能重粒子轟擊igbt時(shí)，尤其是在兩個(gè)相鄰的p阱之間入射重粒子的情況下，高能粒子在器件內(nèi)部碰撞晶格產(chǎn)生大量的載流子，造成器件燒毀或柵穿，也嚴(yán)重威脅igbt的可靠性造成。因此，需要提供一種優(yōu)化igbt的結(jié)構(gòu)和制造工藝的技術(shù)方案，提高igbt的抗輻射能力和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高可靠性igbt及其制作方法，以改善絕緣柵雙極晶體管整體性能及其可靠性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了采用下述技術(shù)方案：

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管，包括n型單晶硅襯底4，襯底4上表面的p阱15，p阱中的深度不小于p阱結(jié)深的隔離槽10及隔離槽10的槽底氧化層11，兩隔離槽間的浮空p阱16，p阱15上表面的n+有源區(qū)18，n+有源區(qū)18下方且與隔離槽相鄰的p+淺阱區(qū)17，位于n+有源區(qū)18和p阱15上表面的柵氧化層19，位于兩p阱15上表面之間的厚度大于柵氧化層19的頸區(qū)氧化層5的厚度，頸區(qū)氧化層5上表面依次設(shè)有二氧化硅層ⅰ6、多晶硅層20和介質(zhì)層21，跨越n+有源區(qū)18、p+淺阱區(qū)17和相鄰所述隔離槽10暴漏的發(fā)射極22和發(fā)射極接觸孔槽23；于襯底4下表面依次設(shè)置的摻雜層24和集電極25。

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的第一優(yōu)選方案，相鄰隔離槽10的槽底氧化層11相連，隔離槽10至少為1個(gè)。

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的第一優(yōu)選方案，隔離槽10槽寬為0.5-5um，槽間距為0.5-2um，隔離槽10槽深為2～8um，距離頸區(qū)氧化層55～15um，；

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的第一優(yōu)選方案，發(fā)射極接觸孔槽23與隔離槽(10)相互交疊的尺寸為0-1個(gè)隔離槽寬度，交疊部分的隔離槽10槽深不大于非交疊部分的槽深，非交疊部分的槽的槽深度在p+淺阱區(qū)17的深度范圍內(nèi)；

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的制作方法，包括以下步驟：

(1)在n型單晶硅制作襯底4上依次生長襯墊氧化層3和淀積氮化硅層ⅰ1后涂光刻膠，進(jìn)行第一次光刻暴露頸區(qū)；

(2)局域熱氧化，加厚頸區(qū)氧化層5后去除表層氮化硅層ⅰ1；

(3)依次淀積二氧化硅層ⅰ6、氮化硅層ⅱ7和二氧化硅層ⅱ8后涂光刻膠進(jìn)行第二次光刻，暴露隔離槽區(qū)，依次刻蝕二氧化硅層ⅰ6、氮化硅層ⅱ7、二氧化硅層ⅱ8、襯墊氧化層3和襯底4，形成隔離槽10，去除光刻膠；

(4)淀積氮化硅層ⅲ9后用干法刻蝕刻凈表面及隔離槽10槽底的氮化硅；

(5)向下繼續(xù)刻蝕單晶硅，形成第二次硅槽；進(jìn)行局域熱氧化，使槽底在縱向和橫向上生長氧化層，以填充第二次硅槽，并使相鄰的隔離槽10槽底氧化層11相連；

(6)涂光刻膠，進(jìn)行第三次光刻，暴露出頸區(qū)不平整處，再刻蝕掉該區(qū)域內(nèi)最頂層的二氧化硅和氮化硅層，去除光刻膠；

(7)淀積二氧化硅層ⅲ12，回填隔離槽，以氮化硅層ⅱ7為停止層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光后去除氮化硅；

(8)第四次涂光刻膠，暴露出p阱區(qū)后用熱氧化法在p阱區(qū)范圍內(nèi)生長離子注入屏蔽氧化層14，然后進(jìn)行硼離子注入，形成p阱摻雜，再進(jìn)行高溫推結(jié)，形成最終的p阱15；

(9)采用側(cè)壁生長技術(shù)形成多晶硅側(cè)壁，然后進(jìn)行硼離子注入，形成p+淺阱區(qū)摻雜；再去除多晶硅側(cè)壁，進(jìn)行砷離子注入，形成n+源區(qū)摻雜；之后進(jìn)行退火，使n+源區(qū)、p+淺阱區(qū)雜質(zhì)激活，并形成雜質(zhì)再分布；

(10)第五次涂光刻膠，暴露出柵氧區(qū)，并刻蝕掉該區(qū)內(nèi)的二氧化硅，去膠；然后在熱生長柵氧化層，之后淀積多晶硅層20，并為多晶硅摻磷；

(11)第六次涂光刻膠，暴露出p阱區(qū)，并刻掉該區(qū)域內(nèi)的多晶硅，去膠；

(12)淀積隔離介質(zhì)層21，然后進(jìn)行第七次涂光刻膠，暴露出發(fā)射極接觸孔槽23，然后刻蝕隔離介質(zhì)和硅，暴露出n+源區(qū)側(cè)面以及p+淺阱區(qū)，并使發(fā)射極接觸孔與隔離槽交疊部分的槽深不大于非交疊部分的槽深，之后去除光刻膠；

(13)生長鋁金屬發(fā)射極22，后進(jìn)行包含光刻和刻蝕的鋁電極圖形化工藝、合金工藝、鈍化層生長及圖形化工藝，最后進(jìn)行背面處理，包括：背面減薄，背面離子注入形成背面摻雜層，退火以激活雜質(zhì)，制作背面金屬電極。

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的制作方法的第一優(yōu)選方案，步驟1中，900～1000℃溫度下干氧氧化生長厚的襯墊氧化層3；淀積氮化硅層ⅰ1至厚。

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的制作方法的第二優(yōu)選方案，步驟(2)中，頸區(qū)氧化層5的厚度為0.5～2um；步驟(3)中，淀積二氧化硅層ⅰ6至0.5～2um厚，淀積氮化硅層ⅱ7至厚。

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的制作方法的第三優(yōu)選方案，步驟(8)中，屏蔽氧化層14厚度為以1×10¹³～5×10¹⁴cm^-2的劑量和40～120kev的能量注入硼離子。

一種高可靠性絕緣柵雙極晶體管的制作方法的第四優(yōu)選方案，步驟(10)中，在800～1000℃下進(jìn)行熱生長柵氧層，氧化氣氛中不含鹵素元素；多晶硅厚度為

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

本發(fā)明提供的高可靠性絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)及制造方法在常規(guī)的自對準(zhǔn)平面型igbt結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，加入(多)隔離槽及槽底局域氧化層結(jié)構(gòu)，并與后柵氧技術(shù)相結(jié)合，最終改善了igbt器件的整體性能，使之成為具有抗輻射能力的高可靠性igbt。

附圖說明

圖1-17為本發(fā)明所提供的絕緣柵雙極晶體管制作過程中器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18為本發(fā)明晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19為本發(fā)明實(shí)施例1所提供的絕緣柵雙極晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20為本發(fā)明實(shí)施例2所提供的絕緣柵雙極晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1氮化硅層ⅰ、201第一次光刻的光刻膠、202第二次光刻的光刻膠、203第三次光刻的光刻膠、204第四次光刻的光刻膠、205第五次光刻的光刻膠，206第六次光刻的光刻膠、207第七次光刻的光刻膠、3襯墊氧化層、4襯底、5頸區(qū)氧化層、6二氧化硅層ⅰ、7氮化硅層ⅱ、8二氧化硅層ⅱ、9氮化硅層ⅲ、10隔離槽、101第二次刻蝕后的隔離槽、11槽底氧化層、12二氧化硅層ⅲ、13平坦化后余留的二氧化硅層、14屏蔽氧化層、15p阱、16浮空p阱、17p+淺阱區(qū)、18n+有源區(qū)、19柵氧化層、20多晶硅層、21介質(zhì)層、22發(fā)射極、23發(fā)射極接觸孔槽、24摻雜層、25集電極。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)見圖18，包括：

n型單晶硅襯底4，位于襯底上表面的p阱15，p阱中深度不小于p阱結(jié)深的隔離槽10及槽底氧化層11，相鄰隔離槽之間的浮空p阱16，緊靠p阱上表面的n+有源區(qū)18以及位于n+源區(qū)下方且與隔離槽相鄰的p+淺阱區(qū)17，位于襯底上表面具有抗輻射作用的位于兩p阱上表面之間的厚度大于柵氧化層的頸區(qū)氧化層5的厚度，作為mos柵結(jié)構(gòu)的多晶硅層20，起隔離作用的介質(zhì)層21，跨越并暴露n+源區(qū)和p+淺阱并與相鄰隔離槽交疊的發(fā)射極接觸孔槽23和發(fā)射極22，位于襯底下表面的摻雜層24和集電極25。

p阱中隔離槽10的基本作用，是消除p阱底部對漂移區(qū)內(nèi)注入空穴的收集作用，使其僅限于p阱側(cè)面，由此可改善漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制，整體上提高器件性能。隨耐壓等級的提高，漂移區(qū)摻雜濃度更低、厚度更大，需要更加強(qiáng)化漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，此時(shí)需要進(jìn)一步降低有效p阱密度。常規(guī)結(jié)構(gòu)中，是通過增大p阱間距實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明中，可以保持原有的p阱間距不變或?qū)㈤g距適當(dāng)增加(但增量比常規(guī)結(jié)構(gòu)小)，同時(shí)在一個(gè)寬p阱內(nèi)設(shè)置多個(gè)相鄰的隔離槽，由于p阱新增的寬度在底部不起空穴收集作用，實(shí)際上仍然降低了有效p阱的密度。與此同時(shí)，由于p阱間距不變或增加較少，相比與常規(guī)平面柵結(jié)構(gòu)，就降低了柵極-集電極電容cgc。此外，隔離槽及其底底氧化層的存在可以顯著降低了集電極-發(fā)射極電容cce。兩個(gè)電容的減小，有利于器件的動(dòng)態(tài)特性。

p阱中隔離槽10通過刻蝕硅槽工藝實(shí)現(xiàn)；隔離槽槽底氧化層11，通過二次刻槽和局域熱氧化形成，結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)，應(yīng)使相鄰隔離槽的槽底氧化層相連，以使相鄰隔離槽之間的浮空p阱16徹底懸空。其優(yōu)點(diǎn)在于：a)槽間的p阱徹底懸空，即便其上方與發(fā)射極電極相連，也不能起到對空穴的收集作用，可以有效降低p阱15對空穴的收集作用，提高igbt的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，整體上改善器件性能；b)可增強(qiáng)槽底的絕緣性，不因耐壓級別提高和隔離槽個(gè)數(shù)增加而引起局部的電場增強(qiáng)；c)可降低對槽底形貌的要求，對槽底的平整、光滑、圓潤等都不像槽柵igbt或mos刻柵槽工藝要求的那么高，可擴(kuò)大工藝控制窗口，降低工藝難度。

頸區(qū)氧化層5，是位于兩個(gè)相鄰p阱之間的加厚氧化層，通過局域熱氧化實(shí)現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)提高了頸區(qū)表面的氧化層所能承受的電壓強(qiáng)度，有助于改善單粒子?xùn)糯┬?yīng)，同時(shí)減小cgc電容作用，也有利于igbt開關(guān)速度的改善。

具有抗輻射作用的柵氧化層19，在高溫推結(jié)后采用800～1000℃的低溫?zé)嵫趸に囍苽洌行П苊饬酥苽淦骷r(shí)的高溫工藝過程對柵氧化層質(zhì)量的影響，降低了氧化層中相關(guān)陷阱的密度，提高了igbt器件抗輻射總劑量效應(yīng)的能力，從而提高器件的可靠性。

元胞區(qū)采用自對準(zhǔn)及側(cè)壁(spacer)間隔技術(shù)，有利于減少光刻次數(shù)，減小n+區(qū)及元胞寬度，形成內(nèi)縮的p+淺阱區(qū)，減小p阱的橫向電阻，提升器件的抗閂鎖能力，有利于器件抗單粒子燒毀能力的提高，以及宇宙射線誘導(dǎo)失效的失效率降低。

本發(fā)明提供的高可靠性igbt制作方法，包括下列步驟：

步驟一：選取n型單晶硅作襯底4，在溫度為900-1000℃條件下干氧氧化，生長厚襯墊氧化層3；在襯墊氧化層上淀積厚的氮化硅層ⅰ1；之后在氮化硅上第一次光刻的光刻膠201，進(jìn)行第一次光刻暴露頸區(qū)，刻蝕氮化硅(以上見圖1)，去除光刻膠。

步驟二：進(jìn)行局域熱氧化，使頸區(qū)氧化層5加厚，其厚度為0.5-2um，(以上見圖2)然后煮熱磷酸，大面積去除表層氮化硅。

步驟三：淀積0.5-2um厚二氧化硅層ⅰ6；然后在二氧化硅上淀積厚氮化硅層ⅱ7，；之后在氮化硅上淀積二氧化硅8，并涂光刻膠進(jìn)行第二次光刻的光刻膠202，暴露隔離槽區(qū)，依次刻蝕二氧化硅、氮化硅、二氧化硅、襯墊氧化層和硅，形成隔離槽10(以上見圖3)；其中槽寬0.5-5um，槽間距0.5-2um，槽距離局域熱氧化層5-15um，槽深為2-8um，槽數(shù)量隨耐壓等級升高而增加，數(shù)量一般為1-30個(gè)。

步驟四：淀積厚氮化硅層ⅲ9，在覆蓋襯底表面的同時(shí)，覆蓋隔離槽側(cè)壁和槽底(以上見圖4)，然后采用垂直方向優(yōu)先的干法刻蝕，刻凈位于表面及隔離槽槽底的氮化硅，只保留位于隔離槽槽側(cè)壁的氮化硅層(以上見圖5)。

步驟五：從原有的隔離槽底部繼續(xù)向下刻蝕硅單晶，刻蝕深度為0.2～1um，形成第二次刻蝕后的隔離槽101(以上見圖6)；進(jìn)行局域熱氧化：濕氧或h2+o2合成氧化為主，1000～1150℃下使槽底在縱向和橫向上生長出足夠厚度的槽底氧化層11，氧化層厚度為0.3～1.2um，以使相鄰兩個(gè)隔離槽槽底的氧化層相連(以上見圖7)。

步驟六：第三次光刻的光刻膠203，進(jìn)行第三次光刻，暴露出頸區(qū)不平整處，再刻蝕掉該區(qū)域內(nèi)的最頂層的二氧化硅和氮化硅層(以上見圖7)，去除光刻膠。

步驟七：淀積二氧化硅層ⅲ12，回填隔離槽，使隔離槽范圍內(nèi)的氧化物表面高于步驟三所淀積的二氧化硅層ⅱ8位置，然后以氮化硅層為停止層(以上見圖8)，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，實(shí)現(xiàn)表面平坦化，再用熱磷酸大面積去除氮化硅(以上見圖9)。

步驟八：第四次光刻的光刻膠204，暴露出p阱區(qū)，p阱邊界距離局域熱氧化層3-6um，距離隔離槽2-9um，刻蝕掉該區(qū)域內(nèi)的二氧化硅層ⅰ6(以上見圖10)，去除光刻膠，之后用熱氧化法在p阱區(qū)范圍內(nèi)生長離子注入屏蔽氧化層14厚，后以1×10¹³～5×10¹⁴cm^-2注入劑量和40～120kev的能量進(jìn)行硼(b+)離子注入，形成摻雜的p阱15，再進(jìn)行高溫推結(jié)，加大p阱結(jié)深，p阱邊界距離隔離槽2-9um(以上見圖11)。

步驟九：采用側(cè)壁生長技術(shù)形成多晶硅側(cè)壁16，側(cè)壁橫向厚度為0.2～1um，然后進(jìn)行硼(b+)離子注入，形成摻雜的p+淺阱區(qū)17，硼(b+)離子注入劑量為1×10¹⁵～5×10¹⁵cm^-2，能量需要大于100kev(以上見圖12)；再去除多晶硅側(cè)壁，以3×10¹⁵～6×10¹⁵cm^-2注入劑量和60～120kev的能量進(jìn)行砷(as+)離子注入，形成摻雜的n+有源區(qū)18(以上見圖13)；之后進(jìn)行退火，退火溫度為900～1000℃，時(shí)間20～40min，使n+有源區(qū)、p+淺阱區(qū)雜質(zhì)激活，并形成再分布(以上見圖14)。

步驟十：第五次光刻的光刻膠205，暴露出柵氧區(qū)，并刻掉該區(qū)內(nèi)的二氧化硅，去膠(以上見圖14)；然后在低溫下(800～1000℃干氧，不含氯)生長柵氧化層19，之后淀積多晶硅20，多晶硅厚度為并為多晶硅摻磷(以上見圖15)。

步驟十一：第六次光刻的光刻膠206，暴露出p阱區(qū)，并刻掉該區(qū)域內(nèi)的多晶硅(以上見圖15)，去膠。

步驟十二：淀積隔離介質(zhì)層21，然后第七次光刻的光刻膠207，暴露出發(fā)射極接觸孔槽23(以上見圖16)；然后刻蝕隔離介質(zhì)和硅，暴露出n+源區(qū)側(cè)面以及p+淺阱區(qū)，并使發(fā)射極接觸孔與隔離槽交疊部分的槽深不大于非交疊部分的槽深(以上見圖17)，之后去除光刻膠。

步驟十三：生長鋁金屬發(fā)射極22，之后進(jìn)行包含光刻和刻蝕的鋁電極圖形化工藝、合金工藝、鈍化層生長及圖形化工藝，最后進(jìn)行背面處理，包括：背面減薄，背面離子注入形成摻雜層，退火以激活雜質(zhì)，制作背面金屬電極(以上見圖18)。

實(shí)施例1

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的如圖19所示的一種1200v平面柵高可靠性igbt絕緣柵雙極晶體管的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，根據(jù)耐壓設(shè)計(jì)p阱中只包含一個(gè)隔離槽。

步驟一：于1000℃下，對n型單晶硅襯底干氧氧化，生長厚的襯墊氧化層；在襯墊氧化層上淀積厚的氮化硅；在氮化硅上涂光刻膠后，一次光刻蝕去除光刻膠暴露氮化硅頸區(qū)。

步驟二：局域熱氧化：使頸區(qū)范圍內(nèi)的氧化層加厚至1um厚后煮熱磷酸，大面積去除表層氮化硅。

步驟三：將二氧化硅沉積至2um厚后于二氧化硅上淀積厚的氮化硅，在氮化硅上淀積再二氧化硅，涂光刻膠二次光刻，暴露隔離槽區(qū)；依次刻蝕二氧化硅、氮化硅、二氧化硅、襯墊氧化層和硅襯底，形成數(shù)量為1、槽寬5um、距l(xiāng)ocos局域氧化層為8um和槽深為5um的隔離槽。

步驟四：淀積厚度為的氮化硅層，覆蓋n型單晶硅襯底表面的同時(shí)，覆蓋隔離槽側(cè)壁和槽底后用垂直方向優(yōu)先的干法刻蝕位于表面及隔離槽槽底的氮化硅，而保留位于隔離槽槽側(cè)壁的氮化硅層。

步驟五：對原有的隔離槽底部向下繼續(xù)刻蝕硅單晶0.5um深，形成二次硅槽；然后進(jìn)行局域熱氧化：濕氧或h2+o2合成氧化為主，1000℃下使槽底在縱向和橫向上生長0.6um厚的氧化層使相鄰的兩個(gè)隔離槽槽底的氧化層彼此相連。

步驟六：涂光刻膠：第三次光刻暴露出頸區(qū)的不平整處，再刻蝕掉該區(qū)域內(nèi)的最頂層的二氧化硅和氮化硅層，去除光刻膠。

步驟七：淀積2倍以上槽寬厚度的二氧化硅，回填硅槽后以氮化硅為停止層，然后化學(xué)機(jī)械拋光，實(shí)現(xiàn)表面平坦化，再用熱磷酸大面積去除氮化硅。

步驟八：涂光刻膠進(jìn)行第四次光刻，暴露出距l(xiāng)ocos5um邊界、距隔離槽4um的p阱區(qū)，刻蝕二氧化硅，去除光刻膠，用熱氧化法在p阱區(qū)范圍內(nèi)生長離子注入厚的屏蔽氧化層，然后以1×10¹⁴cm^-2注入劑量和100kev能量進(jìn)行硼(b+)離子注入，形成p阱摻雜，并再進(jìn)行高溫推結(jié)，加大p阱結(jié)深。

步驟九：用側(cè)壁生長技術(shù)形成0.3um橫向厚度的多晶硅側(cè)壁，然后以1×10¹⁵cm^-2注入劑量和120kev能量進(jìn)行硼(b+)離子注入，形成p+淺阱區(qū)摻雜；再去除多晶硅側(cè)壁，再以4×10¹⁵cm^-2注入劑量和120kev能量進(jìn)行砷(as+)離子注入，形成n+源區(qū)摻雜；之后于1000℃下退火40min，激活n+源區(qū)、p+淺阱區(qū)雜質(zhì)，并形成再分布。

步驟十：涂光刻膠，第五次光刻，暴露出柵氧區(qū)，并刻掉該區(qū)內(nèi)的二氧化硅，去膠；然后在1000℃下干氧(不含氯)生長柵氧化層，之后淀積厚多晶硅，并為多晶硅摻磷。

步驟十一：涂光刻膠，第六次光刻，暴露出p阱區(qū)，并刻掉該區(qū)域內(nèi)的多晶硅，去膠。

步驟十二：淀積隔離介質(zhì)層，然后涂光刻膠進(jìn)行第七次光刻，暴露出金屬接觸孔；然后刻蝕隔離介質(zhì)和硅，暴露出n+源區(qū)側(cè)面以及p+淺阱區(qū)，去除光刻膠。

步驟十三：生長鋁金屬層之后進(jìn)行包含光刻和刻蝕的鋁電極圖形化工藝、合金工藝、鈍化層生長及圖形化工藝，最后進(jìn)行背面處理，包括：背面減薄，背面離子注入形成p層，退火以激活雜質(zhì)，制作背面金屬電極。

實(shí)施例2

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的如圖20所示的一種3300v平面柵高可靠性igbt絕緣柵雙極晶體管的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，其相關(guān)結(jié)構(gòu)和制造步驟與實(shí)施例1基本相同，根據(jù)耐壓設(shè)計(jì)p阱中只包含三個(gè)隔離槽，且背部摻雜層注入n型緩沖層及背p層。

步驟一：于1000℃下，對n型單晶硅襯底干氧氧化，生長厚的襯墊氧化層；在襯墊氧化層上淀積厚的氮化硅；在氮化硅上涂光刻膠后，一次光刻蝕去除光刻膠暴露氮化硅頸區(qū)。

步驟二：局域熱氧化：使頸區(qū)范圍內(nèi)的氧化層加厚至2um厚后煮熱磷酸，大面積去除表層氮化硅。

步驟三：將二氧化硅沉積至2um厚后于二氧化硅上淀積厚的氮化硅，在氮化硅上淀積再二氧化硅，涂光刻膠二次光刻，暴露隔離槽區(qū)；依次刻蝕二氧化硅、氮化硅、二氧化硅、襯墊氧化層和硅襯底，形成數(shù)量為3、槽寬3um、槽間距2um、距l(xiāng)ocos局域氧化層為10um和槽深為6um的隔離槽。

步驟四：淀積厚度為的氮化硅層，覆蓋n型單晶硅襯底表面的同時(shí)，覆蓋隔離槽側(cè)壁和槽底后用垂直方向優(yōu)先的干法刻蝕位于表面及隔離槽槽底的氮化硅，而保留位于隔離槽槽側(cè)壁的氮化硅層。

步驟五：對原有的隔離槽底部向下繼續(xù)刻蝕硅單晶0.8um深，形成二次硅槽；然后進(jìn)行局域熱氧化：濕氧或h2+o2合成氧化為主，1000℃下使槽底在縱向和橫向上生長1um厚的氧化層使相鄰的兩個(gè)隔離槽槽底的氧化層彼此相連。

步驟六：涂光刻膠：第三次光刻暴露出頸區(qū)的不平整處，再刻蝕掉該區(qū)域內(nèi)的最頂層的二氧化硅和氮化硅層，去除光刻膠。

步驟七：淀積二氧化硅，回填隔離槽以氮化硅為停止層，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，實(shí)現(xiàn)表面平坦化，再用熱磷酸大面積去除氮化硅。

步驟八：涂光刻膠進(jìn)行第四次光刻，暴露出距l(xiāng)ocos5um邊界、距隔離槽6um的p阱區(qū)，刻蝕二氧化硅，去除光刻膠，用熱氧化法在p阱區(qū)范圍內(nèi)生長離子注入厚的屏蔽氧化層，然后以1.8×10¹⁴cm^-2注入劑量和100kev能量進(jìn)行硼(b+)離子注入，形成p阱摻雜，并再進(jìn)行高溫推結(jié)，加大p阱結(jié)深。

步驟九：用側(cè)壁生長技術(shù)形成0.3um橫向厚度的多晶硅側(cè)壁，然后以5×10¹⁵cm^-2注入劑量和120kev能量進(jìn)行硼(b+)離子注入，形成p+淺阱區(qū)摻雜；再去除多晶硅側(cè)壁，再以8×10¹⁵cm^-2注入劑量和120kev能量進(jìn)行砷(as+)離子注入，形成n+源區(qū)摻雜；之后于1000℃下退火40min，激活n+源區(qū)、p+淺阱區(qū)雜質(zhì)，并形成再分布。

步驟十：涂光刻膠，第五次光刻，暴露出柵氧區(qū)，并刻掉該區(qū)內(nèi)的二氧化硅，去膠；然后在1000℃下干氧(不含氯)生長柵氧化層，之后淀積厚多晶硅，并為多晶硅摻磷。

步驟十一：涂光刻膠，第六次光刻，暴露出p阱區(qū)，并刻掉該區(qū)域內(nèi)的多晶硅，去膠。

步驟十二：淀積隔離介質(zhì)層，然后涂光刻膠進(jìn)行第七次光刻，暴露出金屬接觸孔；然后刻蝕隔離介質(zhì)和硅，暴露出n+源區(qū)側(cè)面以及p+淺阱區(qū)，去除光刻膠。

步驟十三：生長鋁金屬層之后進(jìn)行包含光刻和刻蝕的鋁電極圖形化工藝、合金工藝、鈍化層生長及圖形化工藝，最后進(jìn)行背面處理，包括：背面減薄，背面離子注入n型緩沖層和背p層，退火以激活雜質(zhì)，制作背面金屬電極。

最終制成的1200v和3300v具有抗輻射能力的高可靠性igbt，抑制了器件的閂鎖效應(yīng)，減少了p阱對空穴的收集作用，降低通態(tài)壓降，減少器件開關(guān)損耗，提升器件的抗閂鎖能力，有利于器件抗單粒子燒毀能力的提高，以及宇宙射線誘導(dǎo)失效的失效率降低，提高了igbt器件抗輻射總劑量效應(yīng)的能力，從而提高器件的可靠性。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，參照上述實(shí)施例可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。