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沟槽IGBT和其制作方法

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沟槽 IGBT 制作方法
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1、体衬底的内部扩散以形成p型体 区而专门设置的高温推进过程。 因此, 减少了在形成沟槽后, 半导体衬底法中, 形成p型体区的过程利用了牺牲氧化和栅 氧化步骤中的高温的作用, 省略了为使p型杂质离子向半导分的制作流程可以参考本领域现有技术实现, 此处不再赘述。 0043 在本实施例的沟槽IGBT的制作方部分的结构是本领域技术人员根据所掌握的本领域知识清楚的, 此处不再赘 述; 沟槽IGBT包含的其他部 在对多晶硅栅103进行氧化之后, 进行该沟槽IGBT的其他部分的制作, 沟槽IGBT所 包含的其他翘曲程度使得半导体衬底能够顺利通过注入和光刻设备, 从而保障了 后续的制作流程的顺利进行。 0042。

2、方法, 在对多晶硅栅进行氧化之后, 半导体衬底的翘曲值小于100微米, 翘曲问 题得到明显改善, 该 体衬底不能通过注入和光刻设备, 从而无法进行后续的制作流程。 而采用本实施例的沟槽 IGBT的制作BT制作流 程, 在对多晶硅栅进行氧化之后, 半导体衬底的翘曲值大于300微米, 该翘曲程度使得半导T制作流程和本实 施例的沟槽IGBT的制作方法制作相同的沟槽IGBT器件。 依据现有技术中的沟槽IG施例的沟槽IGBT的制作方法 的效果进行了测试和比较, 测试过程中, 分别采用现有技术中的沟槽IGB腐蚀之后, 还对多晶硅栅103进行氧化。 0041 本实施例对现有技术中的沟槽IGBT制作流程与本实。

3、后形成多晶硅栅103后的状态见图11, 第一氧化层106也受到腐蚀而变薄。 0040 在对多晶硅进行骤S205、 对多晶硅进行腐蚀, 以使多晶硅的上表面与第一氧化层106的上表面处 于同一平面。 腐蚀满沟槽。 但时常会发生多晶硅凸出于沟槽的上 表面的情况, 此时, 还需要进行以下步骤: 0039 步相沉积工艺在沟槽中 淀积多晶硅, 以获得较佳的淀积效果。 0038 在沟槽中淀积多晶硅后, 多晶硅填佳范围为60120分钟。 0037 步骤S204、 在沟槽中淀积多晶硅。 在本实施例中, 采用化学气, 牺牲氧化和栅氧化的较佳的温度范 围为10001200摄氏度, 牺牲氧化和栅氧化持续时间的总和的较。

4、104的过程利用了牺牲氧化和栅氧化的高温, 不必再 专门设置高温推进的步骤。 在其他可选的实施方式中牲氧化和栅氧化的高温的作用下向半导体衬底11的内部扩散 以形成p型体区104。 也即, 形成p型体区 牺牲氧化和栅氧化的步骤持续时间的总和为90分钟。 在牺牲氧化和栅氧化 的过程中, p型杂质离子在牺层106和在沟槽中形成栅氧化层102。 在本实施例中, 牺牲氧化和栅氧化的温度均 为1100摄氏度,36 步骤S203、 参照图10, 进行牺牲氧化, 再进行栅氧化以在半导体衬底的上表面形成 第一氧化行刻蚀以形成沟槽, 其工艺效果较好。 说明书 2/4 页 4 CN 111933527 A 4 00。

5、图9, 对半导体衬底11进行刻蚀以形成沟槽101。 在本实施例中, 采 用干法刻蚀工艺对半导体衬底进直接施加高温推进工艺, p型杂质离子集中 于半导体衬底11的上表面。 0035 步骤S202、 参照衬底的上表面注入p型杂质离子。 在本实施例中, p 型杂质离子采用硼离子。 p型杂质离子注入后, 不的制作方法, 参照图7, 该制作方法包括以下步骤: 0034 步骤S201、 如图8所示, 在半导体明本发明, 但并不因此将本发明限制在所 述的实施例范围之中。 0033 本实施例提供一种沟槽IGBT制作方法在形成多晶硅栅后的状态 示意图。 具体实施方式 0032 下面通过一较佳实施例的方式进一步说。

6、法在牺牲氧化和栅氧化的步 骤后的状态示意图。 0031 图11为本发明的一较佳实施例的沟槽IGBT的的制作方法在形成沟槽后的状态示意 图。 0030 图10为本发明的一较佳实施例的沟槽IGBT的制作方作方法在注入p型杂质离子的步骤 后的状态示意图。 0029 图9为本发明的一较佳实施例的沟槽IGBT较佳实施例的沟槽IGBT的制作方法的流程图。 0028 图8为本发明的一较佳实施例的沟槽IGBT的制0026 图6为现有技术的沟槽IGBT在制作形成p型体区后的状态示意图。 0027 图7为本发明的一栅氧化层后的状态示意图。 0025 图5为现有技术的沟槽IGBT在制作形成多晶硅栅后的状态示意图。 。

7、有技术的沟槽IGBT在完成牺牲氧化后的状态示意图。 0024 图4为现有技术的沟槽IGBT在制作形成图。 0022 图2为现有技术的沟槽IGBT在制作形成牺牲氧化层后的状态示意图。 0023 图3为现衬底的翘曲程度大大降低。 附图说明 0021 图1为现有技术的沟槽IGBT在制作形成沟槽后的状态示意体区注入步 骤移到沟槽形成之前, 利用沟槽牺牲氧化和栅氧化的热过程推进以形成p型体区, 使得半导 体的制作方法制 作。 0020 本发明的积极进步效果在于: 本发明在沟槽IGBT的制作过程中, 将p型面处于同一平 面。 0019 本发明还提供一种沟槽IGBT, 该沟槽IGBT采用本发明的沟槽IGBT。

8、制作方法还包括以下步骤: 0018 S5、 对多晶硅进行腐蚀, 以使多晶硅的上表面与第一氧化层的上表, 步骤S4包括: 采用化学气相沉积工艺在沟槽中淀积多晶硅。 0017 较佳地, 在步骤S4之后, 015 较佳地, 步骤S2包括: 采用干法刻蚀工艺对半导体衬底进行刻蚀以形成沟槽。 0016 较佳地佳地, 牺牲氧化和栅氧化持续时间的总和为90分钟。 0014 较佳地, p型杂质离子包括硼离子。 0时间的总和为60120分钟。 说明书 1/4 页 3 CN 111933527 A 3 0013 较011 较佳地, 牺牲氧化和栅氧化的温度为1100摄氏度。 0012 较佳地, 牺牲氧化和栅氧化持续。

9、4、 在沟槽中淀积多晶硅。 0010 较佳地, 牺牲氧化和栅氧化的温度为10001200摄氏度。 0质离子在牺牲氧化和栅氧化的过程中的温度的作用下向半导 体衬底的内部扩散以形成p型体区; 0009 S 进行牺牲氧化, 再进行栅氧化以在半导体衬底的上表面形成第一氧化层和在 沟槽中形成栅氧化层; p型杂衬底的上表面注入p型杂质离子; 0007 S2、 对半导体衬底进行刻蚀以形成沟槽; 0008 S3、005 本发明提供一种沟槽IGBT的制作方法, 该制作方法包括以下步骤: 0006 S1、 在半导体陷, 提供一种沟槽IGBT和其制作方法。 0004 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题: 0。

10、发明要解决的技术问题是为了克服现有技术在沟槽IGBT的过程中, 半导体衬底 翘曲严重、 影响制作的缺表面积会更大, 半导体衬底经过高温后的张应力也会更大, 翘曲问题会更 严重。 发明内容 0003 本后续的注入和光刻工艺无法被设备吸住, 无法加工。 特别是随着沟槽IGBT的沟槽密 度的增加, 多晶的积很 大, 半导体衬底经过高温后张应力更大, 半导体衬底向上翘曲的会很严重, 最终导致半导体 衬底在 使半导体衬底 产生明显的张应力, 半导体衬底向上翘曲。 沟槽IGBT由于深沟槽的存在, 多晶的表面高温以后, 晶粒会增大, 晶界会减少, 即多晶会收缩, 从而使半导体衬底(圆片)的应力发生明显改变,。

11、00以上的热过程推进, 参照图 6, 形成一定深度的p型体区104。 作为半导体衬底的多晶材料在经过型杂质离子。 p型杂质离子注入半导 体衬底11后, 集中于半导体衬底11的上表面。 然后, 经过11形成多晶硅栅103, 其中, 第一氧化层 106也受到腐蚀而变薄。 然后, 向半导体衬底11中注入p多晶硅, 并对淀积的多晶硅进行腐蚀, 以使多晶 硅的上表面与第一氧化层106的上表面处于同一平面, 层106, 并在沟槽101的内表面形成栅氧化层 102。 接下来, 如图5所示, 在沟槽101中淀积牺牲氧化层110腐蚀掉。 接下来, 参照图4, 进行栅氧 化, 在半导体衬底11的上表面形成第一氧化。

12、氧化层110, 牺牲氧化层110覆盖沟槽101的内表面以及 半导体衬底11的上表面; 然后参照图3将中进行刻蚀, 形成沟槽101。 然后, 进行牺牲氧化。 在牺牲氧 化的过程中, 首先参照图2形成牺牲往往包含p型体区, 为了制作该p型体区, 往往采用如下步骤: 首 先, 在如图1所示的半导体衬底11管) 制作技术领域, 尤其涉及一种沟槽IGBT和其制作方法。 背景技术 0002 现有的沟槽IGBT属于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 绝缘栅双极型晶体/1 页 2 CN 111933527 A 2 沟槽IGBT和其制作方法 技术领域 0001 本发明。

13、, 所述沟槽IGBT采用如权利要求19中任意一项所述的 沟槽IGBT的制作方法制作。 权利要求书 1以使所述多晶硅的上表面与所述第一氧化层的上表面处 于同一平面。 10.一种沟槽IGBT, 其特征在于, 其特征在于, 在步骤S4之后, 所述制作方 法还包括以下步骤: S5、 对所述多晶硅进行腐蚀, 包括: 采用化学气相 沉积工艺在所述沟槽中淀积多晶硅。 9.如权利要求1所述的沟槽IGBT的制作方法导体衬底进行刻蚀以形成沟槽。 8.如权利要求1所述的沟槽IGBT的制作方法, 其特征在于, 步骤S4如权利要求1所述的沟槽IGBT的制作方法, 其特征在于, 步骤S2包括: 采用干法刻蚀 工艺对所述半。

14、 6.如权利要求1所述的沟槽IGBT的制作方法, 其特征在于, 所述p型杂质离子包括硼离 子。 7.4所述的沟槽IGBT的制作方法, 其特征在于, 所述牺牲氧化和所述栅氧化 持续时间的总和为90分钟。制作方法, 其特征在于, 所述牺牲氧化和所述栅氧化 持续时间的总和为60120分钟。 5.如权利要求特征在于, 所述牺牲氧化和所述栅氧化 的温度为1100摄氏度。 4.如权利要求2所述的沟槽IGBT的化和所述栅氧化 的温度为10001200摄氏度。 3.如权利要求2所述的沟槽IGBT的制作方法, 其 在所述沟槽中淀积多晶硅。 2.如权利要求1所述的沟槽IGBT的制作方法, 其特征在于, 所述牺牲氧。

15、在所述牺牲氧化和所述栅氧化的过程中的温 度的作用下向所述半导体衬底的内部扩散以形成p型体区; S4、再进行栅氧化以在所述半导体衬底的上表面形成第一氧化层和在 所述沟槽中形成栅氧化层; 所述p型杂质离子底的上表面注入p型杂质离子; S2、 对所述半导体衬底进行刻蚀以形成沟槽; S3、 进行牺牲氧化, A 1.一种沟槽IGBT的制作方法, 其特征在于, 所述制作方法包括以下步骤: S1、 在半导体衬 说明书4页 附图6页 CN 111933527 A 2020.11.13 CN 111933527牺牲氧化和 栅氧化的热过程推进以形成p型体区, 使得半导 体衬底的翘曲程度大大降低。 权利要求书1页中。

16、淀积多晶硅。 本发明在沟槽IGBT的制作过程中, 将p型体区注 入步骤移到沟槽形成之前, 利用沟槽型杂质离子在牺牲氧化和栅 氧化的过程中的温度的作用下向半导体衬底的 内部扩散以形成p型体区; 在沟槽; 进行牺牲氧化, 再进行栅氧化以在 半导体衬底的上表面形成第一氧化层和在沟槽 中形成栅氧化层; p中制作方法包括以下步骤: 在半导体衬底的上 表面注入p型杂质离子; 对半导体衬底进行刻蚀 以形成沟槽4)发明名称 沟槽IGBT和其制作方法 (57)摘要 本发明公开了一种沟槽IGBT和其制作方法, 其t.Cl. H01L 21/331(2006.01) H01L 29/739(2006.01) (5岳薛维佳蔡文伟 (74)专利代理机构 上海弼兴律师事务所 31283 代理人 薛琦张冉 (51)In上海先进半导体制造股份有限公司 地址 200233 上海市徐汇区虹漕路385号 (72)发明人 高东(21)申请号 201910395360.9 (22)申请日 2019.05.13 (71)申请人 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日。

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