專利名稱:一種igbt器件結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及的是一種具有高抗閂鎖特性的溝槽型IGBT器件結(jié)構(gòu),屬于半導(dǎo)體制造工藝。
背景技術(shù):
溝槽型IGBT器件是一種先進(jìn)的IGBT器件類型,它將MOS控制結(jié)構(gòu)從硅表面移到垂直溝道內(nèi),并消除了平面型IGBT器件的寄生JFET效應(yīng),從而可以在達(dá)到相同的器件電流能力前提下,以相近的工藝成本來縮小器件面積,提高器件性價(jià)比。然而,通常的溝槽型IGBT的抗閂鎖特性通常較差,而且安全工作區(qū)(SOA)也較窄, 原因是如果像制造平面型器件那樣在IGBT的P型發(fā)射區(qū)中央底部采用附加的P+深阱結(jié)構(gòu)來防止寄生NPN管效應(yīng)帶來的閂鎖,則突出的P+深阱很容易將周圍摻雜濃度極低的 N-襯底夾斷,結(jié)果將增大寄生JFET管的串聯(lián)電阻,這會(huì)抵消溝槽型器件相對(duì)于平面型器件的優(yōu)勢(shì)。鑒于此,需要設(shè)計(jì)一種適用于溝槽型IGBT器件的P+深阱結(jié)構(gòu),使其既能抗閂鎖和改善S0A,又能減小寄生JFET管的串聯(lián)電阻。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,而提供了一種具有高抗閂鎖特性的溝槽型IGBT器件結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的它包括在硅基板上有N型高電阻率區(qū)熔型或外延型硅襯底,在該硅襯底的器件有源區(qū)域引入比襯底濃度高的中等濃度N 型摻雜區(qū)、即N型深阱;在上述N型摻雜區(qū)間隔引入P型高摻雜埋層區(qū)域、即P型深阱;在所述硅基板上生長(zhǎng)一定厚度的高電阻率N型外延硅層;在所述器件有源區(qū)刻蝕有深溝槽陣列作為MOS結(jié)構(gòu)的柵區(qū),溝槽位于N型深阱區(qū)域中央;在所述溝槽壁上生長(zhǎng)有高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,并在溝槽中淀積N型導(dǎo)電多晶硅作為填充和柵控制極;在所述接近溝槽底部深度處通過對(duì)溝槽間的硅外延層進(jìn)行P型摻雜并將雜質(zhì)擴(kuò)散以形成有P型MOS阱區(qū);在臨近溝槽的P型MOS阱區(qū)上方形成有N型高摻雜源區(qū),相鄰N+源區(qū)間則形成與P型MOS阱區(qū)同型號(hào)的P+高濃度摻雜區(qū),兩個(gè)高摻雜區(qū)共同作為IGBT的發(fā)射區(qū)接觸;在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域刻蝕出接觸孔,并淀積金屬,使金屬和硅及多晶硅高摻雜區(qū)之間形成歐姆接觸。所述的硅襯底的器件有源區(qū)域中引入的N型摻雜層、即N型阱的雜質(zhì)為磷或砷,注入劑量在kll/cm2至kl3/cm2之間,注入能量在25keV至IMeV之間;而在所述N型阱中間隔引入的高濃度P型摻雜區(qū)、即P+深阱的注入劑量在kl3/cm2至lel5/cm2之間,注入能量在30keV至IMeV之間。所述的N型阱和P+深阱上生長(zhǎng)有與襯底摻雜類型相同的高電阻率N型外延硅層, 摻雜雜質(zhì)為磷、砷或銻,濃度在lel3/cm3至kl5/cm3之間,外延硅層厚度在3微米和10微米之間;或所述的N型阱或P+深阱通過在硅襯底或硅外延層中進(jìn)行N型(磷)或P型(硼)
3雜質(zhì)的高能量離子注入形成,注入能量在SOOKeV以上。所述的器件有源區(qū)包含由光刻和離子刻蝕工藝形成的溝槽陣列,溝槽位于N阱層中央,溝槽深度在3微米和10微米之間,可以小于或大于N阱深度;溝槽寬度在1微米和4 微米之間;溝槽間形成有P型MOS阱區(qū),該阱區(qū)摻雜濃度在Iel6/Cmmkl7/Cm3之間,其結(jié)深在3微米和10微米之間,P型MOS阱區(qū)在中央結(jié)深處和P+深阱區(qū)相連接。所述的在溝槽內(nèi)壁生長(zhǎng)有高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,該二氧化硅層厚度在50 納米和200納米之間;二氧化硅層內(nèi)的溝槽中并淀積有導(dǎo)電多晶硅作為柵控制電極;在所述P型MOS阱區(qū)頂部靠近溝槽處形成有η+高摻雜區(qū),摻雜雜質(zhì)為磷或砷,摻雜濃度在lel9/ cm3和&20/cm3之間;η+源區(qū)之間形成P+型號(hào)的高摻雜區(qū),摻雜濃度在lel9/cm3和加20/ cm3之間,并作為P型MOS阱區(qū)和P+深阱區(qū)的接觸區(qū);上述兩個(gè)高摻雜區(qū)共同構(gòu)成IGBT發(fā)射極的接觸區(qū)。本實(shí)用新型在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域上的隔離氧化層上刻蝕有接觸孔,孔中淀積有金屬并和表面的金屬引出圖形相連接,金屬為鋁、鋁/硅合金或鋁/硅/銅合金層,厚度在1微米和6微米之間,并通過加熱合金化與發(fā)射區(qū)高摻雜硅及多晶硅柵形成歐姆接觸,合金化溫度在350°C至450°C之間。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較,具有以下優(yōu)點(diǎn)它利用埋層外延或高能量離子注入的技術(shù)方法,在常見的溝槽IGBT器件的發(fā)射區(qū)底部區(qū)域中央形成較高摻雜濃度的P型深阱,P型深阱兩側(cè)形成中摻雜濃度的N型阱。其中,P型深阱能有效減小溝槽形IGBT器件中寄生NPN管的基區(qū)串聯(lián)電阻和放大倍數(shù),從而抑制可能出現(xiàn)的閂鎖效應(yīng);P型深阱兩側(cè)的N 型阱具有高于襯底的摻雜濃度,可以減小P型深阱與溝槽間的寄生結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)串聯(lián)電阻;從而達(dá)到提高器件抗閂鎖能力和改進(jìn)S0A,并同時(shí)改善器件電流能力的效果。
圖1為本實(shí)用新型外延前形成埋層的示意圖;圖2為本實(shí)用新型外延后形成溝槽MOS結(jié)構(gòu)的示意圖;圖3為本實(shí)用新型在溝槽間注入硼并高溫推進(jìn)形成P型MOS阱的示意圖;圖4為本實(shí)用新型通過光刻和離子注入形成N+ MOS源區(qū)的示意圖;圖5為本實(shí)用新型通過光刻和離子注入形成P+發(fā)射區(qū)接觸的示意圖;圖6為本實(shí)用新型形成正面接觸孔和金屬引線后的結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為本實(shí)用新型形成背面結(jié)和背面金屬化后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型所述的具有高抗閂鎖特性的溝槽型IGBT器件結(jié)構(gòu),它包括在硅基板上有N型高電阻率區(qū)熔型或外延型硅襯底,在該硅襯底的器件有源區(qū)域引入比襯底濃度高的中等濃度N型摻雜區(qū)、即N型深阱; 在上述N型摻雜區(qū)間隔引入P型高摻雜埋層區(qū)域、即P型深阱;在所述硅基板上生長(zhǎng)一定厚度的高電阻率N型外延硅層;在所述器件有源區(qū)刻蝕有深溝槽陣列作為MOS結(jié)構(gòu)的柵區(qū),溝槽位于N型深阱區(qū)域中央;在所述溝槽壁上生長(zhǎng)有高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,并在溝槽中淀積N型導(dǎo)電多晶硅作為填充和柵控制極;在所述接近溝槽底部深度處通過對(duì)溝槽間的硅外延層進(jìn)行P型摻雜并將雜質(zhì)擴(kuò)散以形成有P型MOS阱區(qū);在臨近溝槽的P型MOS阱區(qū)上方形成有N型高摻雜源區(qū),相鄰N+源區(qū)間則形成與P型MOS阱區(qū)同型號(hào)的P+高濃度摻雜區(qū),兩個(gè)高摻雜區(qū)共同作為IGBT的發(fā)射區(qū)接觸;在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域刻蝕出接觸孔,并淀積金屬,使金屬和硅及多晶硅高摻雜區(qū)之間形成歐姆接觸。所述的硅襯底的器件有源區(qū)域中引入的N型摻雜層、即N型阱的雜質(zhì)為磷或砷,注入劑量在kll/cm2至kl3/cm2之間,注入能量在25keV至IMeV之間;而在所述N型阱中間隔引入的高濃度P型摻雜區(qū)、即P+深阱的注入劑量在kl3/cm2至lel5/cm2之間,注入能量在30keV至IMeV之間。所述的N型阱和P+深阱上生長(zhǎng)有與襯底摻雜類型相同的高電阻率N型外延硅層, 摻雜雜質(zhì)為磷、砷或銻,濃度在lel3/cm3至kl5/cm3之間,外延硅層厚度在3微米和10微米之間;或所述的N型阱或P+深阱通過在硅襯底或硅外延層中進(jìn)行N型(磷)或P型(硼) 雜質(zhì)的高能量離子注入形成,注入能量在SOOKeV以上。所述的器件有源區(qū)包含由光刻和離子刻蝕工藝形成的溝槽陣列,溝槽位于N阱層中央,溝槽深度在3微米和10微米之間,可以小于或大于N阱深度;溝槽寬度在1微米和4 微米之間;溝槽間形成有P型MOS阱區(qū),該阱區(qū)摻雜濃度在Iel6/Cmmkl7/Cm3之間,其結(jié)深在3微米和10微米之間,P型MOS阱區(qū)在中央結(jié)深處和P+深阱區(qū)相連接。所述的在溝槽內(nèi)壁生長(zhǎng)有高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,該二氧化硅層厚度在50 納米和200納米之間;二氧化硅層內(nèi)的溝槽中并淀積有導(dǎo)電多晶硅作為柵控制電極;在所述P型MOS阱區(qū)頂部靠近溝槽處形成有η+高摻雜區(qū),摻雜雜質(zhì)為磷或砷,摻雜濃度在lel9/ cm3和&20/cm3之間;η+源區(qū)之間形成P+型號(hào)的高摻雜區(qū),摻雜濃度在lel9/cm3和加20/ cm3之間,并作為P型MOS阱區(qū)和P+深阱區(qū)的接觸區(qū);上述兩個(gè)高摻雜區(qū)共同構(gòu)成IGBT發(fā)射極的接觸區(qū)。本實(shí)用新型在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域上的隔離氧化層上刻蝕有接觸孔,孔中淀積有金屬并和表面的金屬引出圖形相連接,金屬為鋁、鋁/硅合金或鋁/硅/銅合金層,厚度在1微米和6微米之間,并通過加熱合金化與發(fā)射區(qū)高摻雜硅及多晶硅柵形成歐姆接觸,合金化溫度在350°C至450°C之間。本實(shí)用新型所述的一種如上所述具有高抗閂鎖特性的溝槽型IGBT器件結(jié)構(gòu)的制備方法,該制備方法包括以下步驟第一步,提供高阻N型硅襯底,利用N型離子注入在該硅襯底的器件有源區(qū)域引入比襯底濃度高的中等濃度N型摻雜區(qū)(作為N型阱),并進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散推進(jìn);第二步,利用光刻掩膜和硼離子注入在上述N型阱中間隔引入較高摻雜的P型區(qū)作為P型深阱,并退火激活;第三步,用外延方法在硅基板上生長(zhǎng)一定厚度的高電阻率N型外延硅層;第四步,利用光刻和刻蝕工藝在器件有源區(qū)刻蝕深溝槽陣列作為MOS結(jié)構(gòu)的柵區(qū),溝槽位于N型阱區(qū)中央;第五步,利用高溫氧化工藝在溝槽壁上生長(zhǎng)高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,并在溝槽中淀積N型導(dǎo)電多晶硅作為填充和柵控制極;第六步,通過離子注入對(duì)溝槽間的硅外延層進(jìn)行P型摻雜,并用高溫方法將雜質(zhì)擴(kuò)散,形成P型MOS阱區(qū),該阱的底部中央?yún)^(qū)域和高濃度的P型深阱相接;第七步,利用光刻和離子注入方法在臨近溝槽的 MOS阱區(qū)上方形成MOS結(jié)構(gòu)的N型高摻雜源區(qū),相鄰N+源區(qū)間則形成與阱區(qū)同型號(hào)的P型高濃度摻雜區(qū),兩個(gè)高摻雜區(qū)共同作為IGBT發(fā)射極的接觸區(qū);第八步,淀積氧化隔離層,利用光刻掩膜在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域刻蝕出接觸孔,淀積金屬并完成金屬圖形刻蝕,加熱合金與IGBT發(fā)射極接觸區(qū)及多晶硅柵控制極形成歐姆接觸;第九步,進(jìn)行保護(hù)層淀積和引線孔開孔;第十步,進(jìn)行背面減薄、腐蝕和背面結(jié)制備,并做好背金。本實(shí)用新型另提供一種利用上述制備方法獲得的帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型 IGBT器件結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括在常見的溝槽IGBT器件的發(fā)射區(qū)底部區(qū)域中央形成較高摻雜濃度的P型深阱,P型深阱兩側(cè)形成中摻雜濃度的N型阱;其中,P型深阱具有較高摻雜濃度并向表面方向擴(kuò)散形成摻雜梯度,能有效降低溝槽形IGBT器件中寄生NPN管的基區(qū)串聯(lián)電阻和放大倍數(shù),從而抑制可能出現(xiàn)的閂鎖效應(yīng);P型深阱兩側(cè)的N型阱具有高于襯底的摻雜濃度,可以減小P型深阱與溝槽間的寄生結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)串聯(lián)電阻。作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),N深阱可以通過對(duì)硅襯底或外延層進(jìn)行SOOKeV以上高能量N型離子注入(如磷離子)和高溫?cái)U(kuò)散獲得,也可通過提高外延硅層中的N型摻雜濃度直接形成。作為本實(shí)用新型的另一種改進(jìn),P型深阱可以通過對(duì)硅襯底或外延層進(jìn)行SOOKeV 以上高能量P型離子注入(如硼離子)和高溫?cái)U(kuò)散獲得。作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn),當(dāng)N深阱和P型深阱均采用高能量離子注入獲得時(shí), 第三步外延工藝步驟可以省略。作為本實(shí)用新型的另一種改進(jìn),最終結(jié)構(gòu)中刻槽深度可以小于或大于N阱深度。作為本實(shí)用新型的另一種改進(jìn),最終結(jié)構(gòu)中P+深阱外擴(kuò)至柵氧化層周圍的濃度可以略高于、略低于或遠(yuǎn)低于P型MOS阱濃度。實(shí)施例請(qǐng)參圖1,本實(shí)用新型一種帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型IGBT器件的制造方法的第一步驟和第二步驟,在N型高電阻率區(qū)熔型或外延型硅襯底01上,利用N型離子注入在該硅襯底的器件有源區(qū)域引入比襯底濃度高的中等濃度N型摻雜區(qū),雜質(zhì)通常為磷或砷,注入劑量在5611/(^2至&13/(^2之間,注入能量在25keV至IMeV之間;而后進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散推進(jìn)形成N型深阱10 ;利用光刻掩膜和硼離子注入在上述N型摻雜區(qū)中間隔引入P型高摻雜埋層區(qū)域,硼離子注入劑量在kl3/cm2至lel5/cm2之間,注入能量在30keV至IMeV 之間,并退火激活形成P型深阱20 ;N型阱10或P+深阱20結(jié)構(gòu)也可以通過在硅襯底或硅外延層中進(jìn)行N型(磷)或P型(硼)雜質(zhì)的高能量離子注入形成,注入能量在SOOKeV以上;。請(qǐng)參圖2,本實(shí)用新型一種帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型IGBT器件的制造方法的第三步驟、第四步驟和第五步驟,用外延方法在硅基板上生長(zhǎng)一定厚度的高電阻率N型外延硅層25,摻雜雜質(zhì)通常為磷、砷或銻,濃度在lel3/cm3至kl5/cm3之間,外延硅層厚度在 3微米和10微米之間;利用光刻和刻蝕工藝在器件有源區(qū)刻蝕深溝槽陣列作為MOS結(jié)構(gòu)的柵區(qū),溝槽位于N型深阱區(qū)域中央,溝槽深度在3微米和10微米之間,可以小于或大于N阱深度;溝槽寬度在1微米和4微米之間;利用高溫氧化工藝在溝槽壁上生長(zhǎng)高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵30,柵氧層厚度在50nm和200nm之間,并在溝槽中淀積N型導(dǎo)電多晶硅作為填充和柵控制極40。請(qǐng)參圖3,本實(shí)用新型一種帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型IGBT器件的制造方法的第六步驟,通過硼離子注入對(duì)溝槽間的硅外延層進(jìn)行P型摻雜,并通過隨后的高溫?cái)U(kuò)散在溝槽間形成P型MOS阱區(qū)50,該阱區(qū)摻雜濃度在lel6/cm3和kl7/cm3之間,其結(jié)深在3微米和10微米之間,P型MOS阱區(qū)在中央結(jié)深處和P+深阱區(qū)相連接。請(qǐng)參圖4和圖5,本實(shí)用新型一種帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型IGBT器件的制造方法的第七步驟,利用光刻和離子注入方法在臨近溝槽的P型MOS阱區(qū)上方形成N型高摻雜源區(qū)60,摻雜雜質(zhì)可以為磷或砷,摻雜濃度在lel9/cm3和&20/cm3之間;相鄰N+源區(qū)間則由離子注入硼形成P+型號(hào)的高摻雜區(qū)70,摻雜濃度在lel9/cm3和&20/cm3之間,上述兩個(gè)高摻雜區(qū)共同構(gòu)成IGBT發(fā)射極的接觸區(qū)。請(qǐng)參圖6,本實(shí)用新型一種帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型IGBT器件的制造方法的第八步驟和第九步驟,淀積氧化隔離層80,利用光刻掩膜在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域上的隔離氧化層上刻蝕出接觸孔,孔中淀積金屬(90)并和表面的金屬引出圖形相連接,金屬可以為鋁、鋁/硅合金或鋁/硅/銅合金層等,厚度在1微米和6微米之間,并通過加熱合金化與發(fā)射區(qū)高摻雜硅及多晶硅柵形成歐姆接觸,合金化溫度在350°C至450°C之間;進(jìn)行保護(hù)層淀積和引線孔開孔,從而完成正面結(jié)構(gòu)工藝。請(qǐng)參圖7,本實(shí)用新型一種帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型IGBT器件的制造方法的第十步驟,進(jìn)行背面減薄、腐蝕、背面離子注入和退火激活,形成背面P型層95,并做好背金 98。利用本實(shí)用新型所提供的一種帶P+深阱的高抗閂鎖溝槽型IGBT器件的制造方法所獲得的結(jié)構(gòu),包括溝槽IGBT器件的發(fā)射區(qū)底部中央?yún)^(qū)域植入的摻雜濃度較高的P型深阱,以及P型深阱兩側(cè)形成的中摻雜濃度的N型阱。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不以上述結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式為限,但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型所揭示內(nèi)容所作的結(jié)構(gòu)和方法的等效修飾或變化,皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種IGBT器件結(jié)構(gòu),其特征在于它包括在硅基板上有N型高電阻率區(qū)熔型或外延型硅襯底,在該硅襯底的器件有源區(qū)域引入比襯底濃度高的中等濃度N型摻雜區(qū)、即N型深阱;在上述N型摻雜區(qū)間隔引入P型高摻雜埋層區(qū)域、即P型深阱;在所述硅基板上生長(zhǎng)一定厚度的高電阻率N型外延硅層;在所述器件有源區(qū)刻蝕有深溝槽陣列作為MOS結(jié)構(gòu)的柵區(qū),溝槽位于N型深阱區(qū)域中央;在所述溝槽壁上生長(zhǎng)有高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,并在溝槽中淀積N型導(dǎo)電多晶硅作為填充和柵控制極;在所述接近溝槽底部深度處通過對(duì)溝槽間的硅外延層進(jìn)行P型摻雜并將雜質(zhì)擴(kuò)散以形成有P型MOS阱區(qū);在臨近溝槽的P型MOS 阱區(qū)上方形成有N型高摻雜源區(qū),相鄰N+源區(qū)間則形成與P型MOS阱區(qū)同型號(hào)的P+高濃度摻雜區(qū),兩個(gè)高摻雜區(qū)共同作為IGBT的發(fā)射區(qū)接觸;在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域刻蝕出接觸孔,并淀積金屬,使金屬和硅及多晶硅高摻雜區(qū)之間形成歐姆接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT器件結(jié)構(gòu),其特征在于所述的器件有源區(qū)包含由光刻和離子刻蝕工藝形成的溝槽陣列,溝槽位于N阱層中央,溝槽深度在3微米和10微米之間,可以小于或大于N阱深度;溝槽寬度在1微米和4微米之間;溝槽間形成有P型MOS阱區(qū),其結(jié)深在3微米和10微米之間,P型MOS阱區(qū)在中央結(jié)深處和P+深阱區(qū)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的IGBT器件結(jié)構(gòu),其特征還在于所述的在溝槽內(nèi)壁生長(zhǎng)有高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,該二氧化硅層厚度在50納米和200納米之間;二氧化硅層內(nèi)的溝槽中并淀積有導(dǎo)電多晶硅作為柵控制電極;在所述P型MOS阱區(qū)頂部靠近溝槽處形成有η+高摻雜區(qū),摻雜雜質(zhì)為磷或砷;η+源區(qū)之間形成P+型號(hào)的高摻雜區(qū),并作為P型 MOS阱區(qū)和P+深阱區(qū)的接觸區(qū);上述兩個(gè)高摻雜區(qū)共同構(gòu)成IGBT發(fā)射極的接觸區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT器件結(jié)構(gòu),其特征在于在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域上的隔離氧化層上刻蝕有接觸孔,孔中淀積有金屬并和表面的金屬引出圖形相連接,金屬為鋁、鋁 /硅合金或鋁/硅/銅合金層,厚度在1微米和6微米之間,并通過加熱合金化與發(fā)射區(qū)高摻雜硅及多晶硅柵形成歐姆接觸,合金化溫度在350°C至450°C之間。
專利摘要一種IGBT器件結(jié)構(gòu),它包括在硅基板上有N型高電阻率區(qū)熔型或外延型硅襯底,在該硅襯底的器件有源區(qū)域引入比襯底濃度高的中等濃度N型摻雜區(qū)、即N型深阱;在上述N型摻雜區(qū)間隔引入P型高摻雜埋層區(qū)域、即P型深阱;在所述硅基板上生長(zhǎng)一定厚度的高電阻率N型外延硅層;在所述器件有源區(qū)刻蝕有深溝槽陣列作為MOS結(jié)構(gòu)的柵區(qū),溝槽位于N型深阱區(qū)域中央;在所述溝槽壁上生長(zhǎng)有高質(zhì)量的二氧化硅作為MOS柵,并在溝槽中淀積N型導(dǎo)電多晶硅作為填充和柵控制極;在所述接近溝槽底部深度處通過對(duì)溝槽間的硅外延層進(jìn)行P型摻雜并將雜質(zhì)擴(kuò)散以形成有P型MOS阱區(qū);在臨近溝槽的P型MOS阱區(qū)上方形成有N型高摻雜源區(qū),相鄰N+源區(qū)間則形成與P型MOS阱區(qū)同型號(hào)的P+高濃度摻雜區(qū),兩個(gè)高摻雜區(qū)共同作為IGBT的發(fā)射區(qū)接觸;在發(fā)射區(qū)和多晶硅柵區(qū)域刻蝕出接觸孔,并淀積金屬,使金屬和硅及多晶硅高摻雜區(qū)之間形成歐姆接觸。
文檔編號(hào)H01L29/739GK202003998SQ201020606528
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者沈華 申請(qǐng)人:嘉興斯達(dá)半導(dǎo)體有限公司