一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，提供第一導電類型的半導體襯底，在所述半導體襯底的有源區(qū)第一主面?zhèn)扔羞x擇的形成第二導電類型的深阱區(qū)，同時在該有源區(qū)周圍的終端保護區(qū)有選擇的形成第二導電類型的保護終端；在第一導電類型半導體襯底的有源區(qū)的第一主面?zhèn)冗M行第一導電類型的離子注入；在柵氧化層和多晶硅層有選擇的進行光刻、刻蝕形成多晶硅柵極和窗口；基于所述窗口在該半導體襯底的有源區(qū)的第一主面?zhèn)鹊纳钰鍏^(qū)位置繼續(xù)進行再次的第二導電類型的離子注入激活以形成第二導電類型的基區(qū)。本發(fā)明在不增加熱過程甚至減少熱過程的前提下，將阱結(jié)深擴的較深，提高了抗閂鎖能力，提高了產(chǎn)品的應用可靠性。
【專利說明】一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于功率半導體器件【技術(shù)領域】，涉及絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)，尤其是 抗閂鎖能力強的絕緣柵雙極型晶體管的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）在集電極和 發(fā)射極之間有一個寄生的PNPN晶閘管，如圖13所示。在特殊條件下（apnp+anpn彡1)，這 種寄生器件會導通。這種現(xiàn)象會使集電極與發(fā)射極之間的電流量增加，對等效M0SFET的控 制能力降低，通常還會引起器件擊穿問題。晶閘管導通現(xiàn)象被稱為IGBT閂鎖。
[0003] IGBT的H鎖有兩種模型：（1) IGBT導通時產(chǎn)生的靜態(tài)H鎖；（2) IGBT關(guān)斷時產(chǎn)生的 動態(tài)閂鎖。靜態(tài)閂鎖發(fā)生在低壓大電流狀態(tài)，而動態(tài)閂鎖發(fā)生在開關(guān)過程的高壓大電流狀 態(tài)。
[0004] 當IGBT的集電極電流在一定范圍內(nèi)時，電流流經(jīng)電阻Rb產(chǎn)生的壓降比較小，不足 以使NPN晶體管導通。當集電極電流增大到一定程度(鎖定電流)時，Rb上的壓降足以使NPN 管導通，進而使NPN和PNP晶體管處于飽和狀態(tài)，于是柵極失去對IGBT的控制作用，這就是 IGBT的靜態(tài)閂鎖效應。在IGBT關(guān)斷過程中，由于迅速上升的集電極電壓會引起大的位移電 流，當該電流流過Rb產(chǎn)生的壓降足以使NPN晶體管導通時，就會發(fā)生閂鎖效應。這種效應 稱為動態(tài)閂鎖效應。
[0005] IGBT的鎖定電流除了與器件本身結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與環(huán)境溫度、柵極電阻及負載有 關(guān)。溫度越高，鎖定電流越小，為此，設計應在較高溫度下器件不被鎖定為準。目前制作IGBT 的流程工藝較為復雜，受到現(xiàn)有工藝的限制，現(xiàn)在P-body阱深度無法做的太深；產(chǎn)品應用 可靠性差，特別是抗閂鎖能力差。
[0006] 柵氧質(zhì)量對產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響，柵氧質(zhì)量出現(xiàn)異常，會導致器件失效，一般柵氧為 低溫氧化，其固定電荷和界面態(tài)較多，且Si表面容易出現(xiàn)缺陷；從而影響氧化層質(zhì)量；造成 測試失效或應用過程的柵氧失效。
[0007] 因此，亟需一種抗閂鎖能力強的絕緣柵雙極型晶體管的制備方法以克服上述技術(shù) 中的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施 例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部 分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0009] 鑒于上述和/或現(xiàn)有IGBT的制造方法中存在的問題，提出了本發(fā)明。
[0010] 因此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有流程工藝較復雜，受工藝限制P-body阱深度無法 做的太深，產(chǎn)品應用可靠性稍差，特別是抗閂鎖能力差以提供一種在不增加熱過程甚至減 少熱過程的的前提下，將P-body結(jié)深擴的較深，提高抗閂鎖能力，提高產(chǎn)品的應用可靠性 的IGBT制作方法。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種絕緣柵雙極型晶體管的 制造方法，包括，提供第一導電類型的半導體襯底，該半導體襯底具有第一主面和第二主 面；在所述半導體襯底的有源區(qū)第一主面?zhèn)扔羞x擇的形成第二導電類型的深阱區(qū)，同時在 該有源區(qū)周圍的終端保護區(qū)有選擇的形成第二導電類型的保護終端；在第一導電類型半導 體襯底的有源區(qū)的第一主面?zhèn)冗M行第一導電類型的離子注入；在有源區(qū)第一主面?zhèn)壬闲纬?一層柵氧化層，隨后在柵氧化層之上淀積一層多晶硅層；在柵氧化層和多晶硅層有選擇的 進行光刻、刻蝕形成多晶硅柵極和窗口；基于所述窗口在該半導體襯底的有源區(qū)的第一主 面?zhèn)鹊纳钰鍏^(qū)位置繼續(xù)進行再次的第二導電類型的離子注入激活以形成第二導電類型的 基區(qū)，其中所述基區(qū)包括有所述深阱區(qū)；基于該基區(qū)形成絕緣柵雙極型晶體管的剩余第一 主面結(jié)構(gòu)；在所述半導體襯底的第二主面?zhèn)刃纬山^緣柵雙極型晶體管的第二主面結(jié)構(gòu)。
[0012] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述第 二導電類型的離子注入的能量為20KeV?IMeV，劑量為lE12/cm2?lE16/cm2,以形成深阱 區(qū)和保護終端。
[0013] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：形成所 述深阱區(qū)和保護終端的過程包括：在第一導電類型的半導體襯底的第一主面?zhèn)壬蓤鲅趸?層；深阱區(qū)和保護終端的光刻、蝕刻、第二導電類型離子注入、推阱；形成所述第二導電類 型的基區(qū)的過程包括：第二導電類型的基區(qū)光刻、蝕刻、第二導電類型離子再次注入、再次 推阱；所述再次推阱是在l〇〇〇°C?1250°C的條件下再次推阱lOmin?lOOOmin。
[0014] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：其還包 括，在所述第一導電類型的半導體襯底的第一主面上形成絕緣柵雙極型晶體管的第一主電 極；在第二半導體層形成后的半導體襯底的第二主面上形成與第二半導體層接觸的絕緣柵 雙極型晶體管的第二主電極。
[0015] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述第 一導電類型為N型，所述第二導電類型為P型。
[0016] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述絕 緣柵雙極型晶體管的剩余第一主面結(jié)構(gòu)包括：位于所述第二導電類型的基區(qū)的上表面上的 柵氧化層；在所述柵極氧化層的上表面上形成的多晶硅柵極；覆蓋所述柵極氧化層和多晶 硅柵極的介質(zhì)層；與所述第二導電類型的基區(qū)和發(fā)射極區(qū)電性接觸的第一主電極。
[0017] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述絕 緣柵雙極型晶體管的第一主面結(jié)構(gòu)還包括：形成于第一主面所述第一主電極外側(cè)的鈍化 層。
[0018] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：在所述 半導體襯底的第一主面?zhèn)韧ㄟ^光刻、離子注入、高溫推阱、激活工藝，有選擇的形成所述第 一導電類型的基區(qū)。
[0019] 作為本發(fā)明所述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述絕 緣柵雙極型晶體管的第二主面結(jié)構(gòu)包括：第二導電類型的集電極區(qū)；以及，在第二導電類 型的集電極區(qū)上形成的金屬層。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的基區(qū)通過多次離子注入而形成，增加了其深度和濃 度，該方法IGBT結(jié)構(gòu)中第二類型阱是由離子注入后推阱得到的，它決定了器件溝道長度、 溝道表面濃度。其中，第二類型阱的結(jié)深和濃度，影響著器件的閾值電壓。第二類型阱摻雜 濃度越高，閾值電壓越大。同時，為了提高器件的抗閂鎖能力，在第二類型阱區(qū)內(nèi)做一次高 濃度第二類型深擴散，降低器件短路電阻Rb，從而提高了 IGBT的抗閂鎖能力。增加高濃度 第二類型阱的結(jié)深和濃度可以減小Rb，但高濃度第二類型區(qū)域的摻雜也不能無限增加，否 則會對發(fā)射極區(qū)產(chǎn)生過補償。本發(fā)明在不增加熱過程甚至減少熱過程的的前提下，將第二 類型阱結(jié)深擴的較深，提高抗閂鎖能力，提高產(chǎn)品的應用可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本 領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它 的附圖。其中：
[0022] 圖1?圖12是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式制作IGBT的方法流程示意圖；
[0023] 圖13是IGBT的等效電路示意圖。

【具體實施方式】
[0024] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0025] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0026] 其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表 示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應 限制本發(fā)明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0027] 正如【背景技術(shù)】部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中有效抑制這種現(xiàn)象的方法就是設計和工藝上 要使得短路電阻Rb的阻值越小越好。控制PNP晶體管的增益apnp和NPN晶體管的增益a npn之和小于1。設計時要選擇合理的元胞形狀及N+發(fā)射區(qū)長度，使P阱區(qū)中N+發(fā)射區(qū)下面 的橫向?qū)挾仍秸胶?，工藝時要保證N+發(fā)射區(qū)下面的電阻越小越好，即增加N+發(fā)射區(qū)下面 的P阱區(qū)的濃度，采用P阱區(qū)兩步擴散法。另一方面，要盡量減少PNP晶體管的發(fā)射效率， 進而減少少子空穴的注入量，常用方法是控制N-基區(qū)少數(shù)載流子壽命和在P+襯底與N-基 區(qū)間增加N緩沖層。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā) 明的實施方式作進一步地詳細描述。
[0028] 本發(fā)明第一實施方式以硅片為半導體襯底，涉及一種制作IGBT器件的方法，具體 流程如圖1?圖12所不。
[0029] 需要說明的是，本實施例中的半導體襯底可以包括半導體元素，例如單晶、多晶或 非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺（SiGe)，也可以包括混合的半導體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅、銻化銦、碲化鉛、 砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵、合金半導體或其組合；也可以是絕緣體上硅（SOI)。此 夕卜，半導體襯底還可以包括其它的材料，例如外延層或掩埋層的多層結(jié)構(gòu)。雖然在此描述了 可以形成半導體襯底的材料的幾個示例，但是可以作為半導體襯底的任何材料均落入本發(fā) 明的精神和范圍。
[0030] 第一步，如圖1所示，提供第一導電類型的半導體襯底，該半導體襯底具有第一主 面和第二主面。在本實施方式中，具體地說，首選N-型襯底101硅片，N-摻雜濃度和厚度 根據(jù)所需要的IGBT特性選擇，例如擊穿電壓越高，N-的摻雜濃度要求越低，厚度要求越厚， 并在第一主面上形成厚度為300 /\?2.5\\'人的氧化層102。半導體襯底為N-型襯底，其 中N-、N+、P+中的"+"表示摻雜濃度高，表示摻雜濃度低。
[0031] 第二步，如圖2所示，在所述半導體襯底的有源區(qū)100第一主面?zhèn)刃纬傻诙щ婎?型的深阱區(qū)303或304,同時在所述第一導電類型半導體襯底（即N-型襯底101)的終端保 護區(qū)200中的第一主面?zhèn)刃纬杀Ｗo終端201。所述保護終端為場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)，該場限環(huán)終 端結(jié)構(gòu)包括自終端保護區(qū)200中的第一主面向所述N-型半導體襯底101內(nèi)選擇性的進行P 型雜質(zhì)摻雜以形成的P型層。易于思及的是，所述保護終端也可以為現(xiàn)有技術(shù)中的其他保 護終端結(jié)構(gòu)，比如，場限環(huán)加場板終端結(jié)構(gòu)。具體為，在所述N-型襯底101的第一主面通過 光刻工藝刻蝕氧化層102,并選擇性的注入P型雜質(zhì)，通過擴散，在終端保護區(qū)200中形成P 阱區(qū)域201 (即保護終端)，同時在有源區(qū)100中形成P阱區(qū)303和304 (即深阱區(qū))。在本 實施例中，離子注入的能量為20KeV?IMeV，劑量例如為lE12/cm2?lE16/cm2。
[0032] 第三步，在第一導電類型半導體襯底的有源區(qū)100的第一主面?zhèn)冗M行第一導電類 型的離子注入。具體為進行JFET光刻，刻蝕氧化層，進行N型雜質(zhì)注入，在本實施例中，離 子注入的能量為20KeV?IMeV，劑量例如為lEll/cm2?lE14/cm2。
[0033] 第四步，如圖3和圖4所示，在有源區(qū)100第一主面上通過熱氧化生長工藝形成一 層柵氧化層401，柵氧化層401生長后進行一步高溫退火，高溫退火后在柵氧化層401之上 淀積一層多晶硅層402用以制造多晶硅柵極。
[0034] 參見圖3,在有源區(qū)100第一主面上形成柵氧化層401，本實施例中的柵氧化層401 至少包括氧化硅，形成柵氧化層401的方式可以為，在有源區(qū)100第一主面上一次性生長 柵氧化層401，在本實施例中，采用相對于傳統(tǒng)高溫工藝較低溫度的熱氧化法形成柵氧化層 401，具體為，首先在800°C?850°C時干氧5min，之后根據(jù)需要的氧化層厚度進行H2-02合 成氧化，再在800°C?850°C干氧氧化3min?5min，柵氧氧化后在1100°C?1250"€時N2氣氛中退火30min?lOOOmin。這是因為持續(xù)的氧化過程會大大增加柵及埋Si02層的界 面電荷以及硅的晶格缺陷密度，導致高的器件泄漏電流，使器件的可靠性及抗輻照能力下 降，柵氧化后進行高溫退火，對前面注入雜質(zhì)進行推阱的同時，降低柵氧化層里面的固定電 荷和界面態(tài)，形成高質(zhì)量的厚度為500 /\?1500人的柵氧化層401。
[0035] 如圖4所示，在柵氧化層401上淀積多晶硅層402,在本實施例中，形成厚度為 4000 A?15000A的多晶硅層402,其中多晶硅層402可采用化學氣相淀積、物理氣相淀積 或其它方式形成，本實施例不做具體限定。
[0036] 第五步，在柵氧化層401和多晶硅層402有選擇的進行光刻、刻蝕形成多晶硅柵極 和窗口，如圖5所示。采用光刻工藝在該多晶硅層402表面上形成具有柵區(qū)圖案的光刻膠 層，之后以具有柵區(qū)圖案的光刻膠層為掩膜，采用干法刻蝕的方式形成多晶硅柵極501和 窗口（參見圖5)。
[0037] 第六步，如圖6所示，基于所述窗口在該N-型襯底101的有源區(qū)（圖中未標示）的 第一主面?zhèn)鹊纳钰鍏^(qū)303或304位置進行再次的第二導電類型的離子注入激活以形成第二 導電類型的基區(qū)。具體為，先采用光刻工藝形成第一 P阱區(qū)301和第二P阱區(qū)302的光刻膠 圖案，之后以該光刻膠圖案為掩膜采用再次離子注入的方式形成第一 P阱區(qū)301的離子注 入層，以及第二P阱區(qū)302的離子注入層；在本實施例中，再次離子注入的能量為20KeV? IMeV，劑量例如為lE12/cm2?lE16/cm2。之后，去除光刻膠層，采用熱退火工藝，對第一 P阱 區(qū)301的離子注入層、第二P阱區(qū)302的離子注入層以及P阱區(qū)域201進行再次推阱并激 活注入的P型雜質(zhì)，形成第一 P阱區(qū)301、第二P阱區(qū)302。在1000°C?1250°C的條件下再 次推阱l〇min?lOOOmin。其中第一 P阱區(qū)301與深阱區(qū)304融合在一起形成P型基區(qū)，第 一 P阱區(qū)302與深阱區(qū)303融合在一起形成P型基區(qū)。可以看出，深阱區(qū)303或304較第 一 P阱區(qū)301和302的深度要深。
[0038] 第七步，參見圖7,選擇性的在第二導電類型的基區(qū)的表面形成第一導電類型(在 此為N型）的有源區(qū)601 (N+有源區(qū)或發(fā)射極區(qū))。具體為，通過光刻工藝在所述第一 P阱 區(qū)301以及第二P阱區(qū)302的表面選擇N+注入窗口，采用離子注入和退火工藝在多晶硅柵 極501兩側(cè)下方的第一 P阱區(qū)301和第二P阱區(qū)302中分別形成N型重摻雜第一源區(qū)602 和第二源區(qū)601。在本實施例中，離子注入的能量為20KeV?IMeV，劑量例如為lE14/cm2? lE16/cm2 ;所述退火工藝，其退火溫度為800°C?1000°C，時間為lOmin?200min，形成N型 重摻雜第一源區(qū)602和第二源區(qū)601。
[0039] 第八步，參見圖8,在本實施例中，在所述第六步中淀積介質(zhì)形成介質(zhì)層701包圍 多晶硅柵極501 (參見圖8)的側(cè)面和頂面，在介質(zhì)層701中刻蝕接觸孔，然后進行孔的N 型雜質(zhì)兩次注入，第一次離子注入的能量為20KeV?90KeV，劑量例如為lE12/cm2?1E16/ cm2 ;第二次離子注入的能量為20KeV?IMeV，劑量例如為lE13/cm2?lE16/cm2。當然，也 可使用孔的N型雜質(zhì)一次注入。
[0040] 第九步，采用淀積金屬和平坦化工藝（例如鎢塞工藝），在硅片表面淀積一層表面 金屬層，本實施例中，該金屬層厚度約為2 i! m?6 i! m，然后對金屬層進行光刻與刻蝕，形成 金屬布線層801，形成第一主電極(在此為發(fā)射極)。這些步驟都完成后的硅片剖面如圖9所 /_J、i 〇
[0041] 第十步，參見圖10,在第一主電極(在此為發(fā)射極)金屬布線層801和氧化層102上 淀積鈍化層901。具體為，通過化學氣相淀積的方式，在第一主電極(在此為發(fā)射極)和氧化 層102上淀積用于保護芯片表面不受外界離子玷污的鈍化層901，并通過光刻、刻蝕工藝， 刻蝕出用于引出柵電極和發(fā)射極的PAD (焊盤）區(qū)域（圖中未示出）。
[0042] 第十一步，通過背面減薄工藝，將第一導電類型的半導體襯底(在此為N-型襯底 101)的厚底減薄。具體為，從N-型襯底101的第二主面起研磨該半導體襯底，使其符合規(guī) 定的厚度要求，并采用濕法去除背面硅應力層。
[0043] 第十二步，如圖11所示，從減薄后的N-型襯底101的第二主面起朝向N-型襯底 101內(nèi)部形成第二導電類型的集電極區(qū)(在此為P+集電極層1101)。具體為，在從研磨后的 N-型襯底101的第二主面通過光刻工藝選擇性的注入P型雜質(zhì)，形成P+集電極層1101并退 火激活。在本實施例中，離子注入的能量為20KeV?60KeV，劑量例如為lE12/cm2?1E16/ cm2 ;退火時，溫度為300°C?550°C，持續(xù)時間lOmin?500min。
[0044] 最后，背面金屬淀積，如圖12所示，在第二導電類型的集電極區(qū)(在此為P+集電極 層1101)上形成金屬層1201以形成第二主電極。
[0045] 不難發(fā)現(xiàn)，在本實施方式中，IGBT的鎖定電流除了與器件本身結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與環(huán) 境溫度、柵極電阻及負載有關(guān)。溫度越高，鎖定電流越小，為此，設計應在較高溫度下器件不 被鎖定為準。有效抑制這種現(xiàn)象的方法就是設計和工藝上要使得短路電阻Rb的阻值越小 越好?？刂芇NP晶體管的增益apnp和NPN晶體管的增益anpn之和小于1。因此設計時要 選擇合理的元胞形狀及n+發(fā)射區(qū)長度，使P基區(qū)中n+發(fā)射區(qū)下面的橫向?qū)挾仍秸胶?，?藝時要保證n+發(fā)射區(qū)下面的電阻越小越好，即增加n+發(fā)射區(qū)下面的P阱區(qū)的濃度，采用P 阱區(qū)兩步擴散法。另一方面，要盡量減少PNP晶體管的發(fā)射效率，進而減少少子空穴的注入 量，常用方法是控制n-基區(qū)少數(shù)載流子壽命和在p+襯底與n-基區(qū)間增加n緩沖層。本發(fā) 明在不增加熱過程甚至減少熱過程的的前提下，將P-body結(jié)深擴的較深，提高了抗閂鎖能 力，提高了產(chǎn)品的應用可靠性。
[0046] 應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳 實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù) 方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1. 一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：包括， 提供第一導電類型的半導體襯底，該半導體襯底具有第一主面和第二主面； 在所述半導體襯底的有源區(qū)第一主面?zhèn)扔羞x擇的形成第二導電類型的深阱區(qū)，同時在 該有源區(qū)周圍的終端保護區(qū)有選擇的形成第二導電類型的保護終端； 在第一導電類型半導體襯底的有源區(qū)的第一主面?zhèn)冗M行第一導電類型的離子注入； 在有源區(qū)第一主面?zhèn)壬闲纬梢粚訓叛趸瘜?，隨后在柵氧化層之上淀積一層多晶硅層； 在柵氧化層和多晶硅層有選擇的進行光刻、刻蝕形成多晶硅柵極和窗口； 基于所述窗口在該半導體襯底的有源區(qū)的第一主面?zhèn)鹊纳钰鍏^(qū)位置繼續(xù)進行再次的 第二導電類型的離子注入激活以形成第二導電類型的基區(qū)，其中所述基區(qū)包括有所述深阱 區(qū)； 基于該基區(qū)形成絕緣柵雙極型晶體管的剩余第一主面結(jié)構(gòu)； 在所述半導體襯底的第二主面?zhèn)刃纬山^緣柵雙極型晶體管的第二主面結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述第二導電 類型的離子注入的能量為20KeV?IMeV，劑量為lE12/cm 2?lE16/cm2,以形成深阱區(qū)和保 護終端。
3. 如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于： 形成所述深阱區(qū)和保護終端的過程包括： 在第一導電類型的半導體襯底的第一主面?zhèn)壬蓤鲅趸瘜樱? 深阱區(qū)和保護終端的光刻、蝕刻、第二導電類型離子注入、推阱； 形成所述第二導電類型的基區(qū)的過程包括： 第二導電類型的基區(qū)光刻、蝕刻、第二導電類型離子再次注入、再次推阱； 所述再次推阱是在l〇〇〇°C?1250°C的條件下再次推阱lOmin?lOOOmin。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于： 其還包括， 在所述第一導電類型的半導體襯底的第一主面上形成絕緣柵雙極型晶體管的第一主 電極； 在第二半導體層形成后的半導體襯底的第二主面上形成與第二半導體層接觸的絕緣 柵雙極型晶體管的第二主電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述第一導 電類型為N型，所述第二導電類型為P型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述絕緣柵 雙極型晶體管的剩余第一主面結(jié)構(gòu)包括： 位于所述第二導電類型的基區(qū)的上表面上的柵氧化層； 在所述柵極氧化層的上表面上形成的多晶硅柵極； 覆蓋所述柵極氧化層和多晶硅柵極的介質(zhì)層； 與所述第二導電類型的基區(qū)和發(fā)射極區(qū)電性接觸的第一主電極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述絕緣柵 雙極型晶體管的第一主面結(jié)構(gòu)還包括： 形成于第一主面所述第一主電極外側(cè)的鈍化層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：在所述半導 體襯底的第一主面?zhèn)韧ㄟ^光刻、離子注入、高溫推阱、激活工藝，有選擇的形成所述第一導 電類型的基區(qū)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述絕緣柵 雙極型晶體管的第二主面結(jié)構(gòu)包括： 第二導電類型的集電極區(qū)；以及， 在第二導電類型的集電極區(qū)上形成的金屬層。
【文檔編號】H01L21/331GK104517837SQ201310456123
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】芮強, 張碩, 鄧小社, 王根毅 申請人:無錫華潤上華半導體有限公司