專利名稱：絕緣柵雙極晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕緣柵雙極晶體管及其制造方法。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極晶體管(IGBT)是一種具有金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶 體管的絕緣柵結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)以及具有雙極晶體管的高電流密度優(yōu)點(diǎn)的器件。
不同于MOS晶體管，現(xiàn)有的IGBT具有包括集電極P、漂移區(qū)N、基極 P和發(fā)射極N的寄生PNPN可控硅結(jié)構(gòu)。
然而，如果等效電路中的NPN晶體管和PNP晶體管的電流增益的總和 (sum)等于或大于1時(shí)，PNPN可控硅被開啟，就使得柵極的關(guān)斷性能降 低，這被稱為閂鎖(latch-up)
這種閂鎖會(huì)限制IGBT的SOA (安全運(yùn)行區(qū))并且引起過電流，從而致 使器件損壞。
因此，在本技術(shù)領(lǐng)域有必要改進(jìn)IGBT。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種絕緣柵雙極晶體管及其制造方法，能夠在最小 化正向電壓壓降時(shí)抑制寄生可控硅的閂鎖。
根據(jù)實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管，可包括第一導(dǎo)電類型集電極離子注 入?yún)^(qū)，位于襯底中；第二導(dǎo)電類型緩沖層，位于所述第一導(dǎo)電類型集電極離 子注入?yún)^(qū)上，其中所述第二導(dǎo)電類型緩沖層包括第一區(qū)段(segment)和第二 區(qū)段，其中第一區(qū)段具有第一密度的第二導(dǎo)電類型離子，第二區(qū)段具有第二 密度的第二導(dǎo)電類型離子，且該第二密度高于第一密度；漂移區(qū)；第一導(dǎo)電 類型基極區(qū)，位于所述漂移區(qū)中；柵極，位于襯底上且在所述第一導(dǎo)電類型 基極區(qū)的一側(cè)；第二導(dǎo)電類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)，位于所述第一導(dǎo)電類型基 極區(qū)中；絕緣層，位于所述柵極上；發(fā)射極電極，其電連接至所述第二導(dǎo)電
類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)；以及集電極電極，其電連接至所述第一導(dǎo)電類型集 電極離子注入?yún)^(qū)。
根據(jù)實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管制造方法，可包括如下步驟通過向襯 底中注入第一導(dǎo)電類型離子而形成集電極離子注入?yún)^(qū)；通過向襯底中注入第 二導(dǎo)電類型離子而形成緩沖層，形成所述緩沖層的步驟包括在集電極離子注 入?yún)^(qū)上形成第一區(qū)段緩沖層和第二區(qū)段緩沖層；通過在所述緩沖層之上向所 述襯底中注入第一導(dǎo)電類型離子，在所述襯底上形成基極區(qū)；在襯底上所述 基極區(qū)的一側(cè)形成柵極；通過注入第二導(dǎo)電類型離子，在所述基極區(qū)中形成 發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)；形成圍繞所述柵極的絕緣層；形成發(fā)射極電極，所述發(fā) 射極電極電連接至所述發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)；以及形成集電極電極，所述集電 極電極電連接至所述集電極離子注入?yún)^(qū)。
根據(jù)實(shí)施例中的絕緣柵雙極晶體管及其制造方法，所述緩沖層的多個(gè)區(qū) 段的離子密度可依據(jù)其區(qū)域而變化，使得通過區(qū)段緩沖層而注入的空穴電流 的數(shù)量也可以依據(jù)所述區(qū)域而變化。
因此，當(dāng)通過增加閂鎖電流而最小化正向電壓壓降時(shí)，通過減小注入到 基極的電阻區(qū)Rp的空穴電流的數(shù)量(該空穴電流是導(dǎo)致閂鎖的原因)，就 可以抑制所述寄生可控硅的閂鎖。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管的剖面圖； 圖2至圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管制造方法的剖 面圖。
具體實(shí)施例方式
下文中將參考附圖對(duì)絕緣柵雙極晶體管及其制造方法的實(shí)施例做詳細(xì) 說明。
可以理解，此處當(dāng)術(shù)語(yǔ)"上"或"上方""的使用涉及到某一層、區(qū)域、 圖案或結(jié)構(gòu)，所述的層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)可以直接位于另一層或結(jié)構(gòu)之上， 或者其間也可以出現(xiàn)中間層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)。當(dāng)術(shù)語(yǔ)"下"或"下方" 的使用涉及到某一層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)時(shí)，所述的層、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)
可以直接位于另一層或結(jié)構(gòu)之下，或者其間也可以出現(xiàn)中間層、區(qū)域、圖案 或結(jié)構(gòu)。
盡管在下面的描述中將P型稱為第一導(dǎo)電類型而將N型稱為第二導(dǎo)電類 型，但實(shí)施例并不限于此。
圖1是根據(jù)實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管的剖面圖。
參閱圖1，絕緣柵雙極晶體管可包括第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū) 122，位于襯底110上；第二導(dǎo)電類型緩沖層130，其包括第一區(qū)段緩沖層
132和第二區(qū)段緩沖層134，并位于所述第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)122 上；漂移區(qū)115，位于所述第二導(dǎo)電類型緩沖層130上；第一導(dǎo)電類型基極 區(qū)152，位于所述漂移區(qū)115上；柵極154，位于襯底110上第一導(dǎo)電類型 基極區(qū)152的一側(cè)；第二導(dǎo)電類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)142，位于所述第一導(dǎo) 電類型基極區(qū)152中；絕緣層174，位于所述柵極154上；發(fā)射極電極144， 其電連接至所述第二導(dǎo)電類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)142;以及集電極電極124， 其電連接至所述第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)122。
根據(jù)實(shí)施例，經(jīng)由PNP晶體管結(jié)構(gòu)中在柵極154之下對(duì)準(zhǔn)的溝道而給漂 移區(qū)115提供電流，可以驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極晶體管，其中該P(yáng)NP晶體管結(jié)構(gòu)包 括第一導(dǎo)電類型基極區(qū)152，第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)115，以及第一導(dǎo)電類型 集電極離子注入?yún)^(qū)122。
亦即，因?yàn)槭褂肕OS柵極來(lái)驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極晶體管，與功率雙極器件 相比，絕緣柵雙極晶體管能夠很容易被驅(qū)動(dòng)。此外，從集電極注入的少數(shù)載 流子要進(jìn)行電導(dǎo)率調(diào)制(conductivity modulation)，以便在漂移區(qū)減少電壓 壓降，由此而最小化功率消耗。
此外，根據(jù)實(shí)施例，可在基極區(qū)152中的發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)142中形成 第一導(dǎo)電類型第一離子注入?yún)^(qū)162。這樣，能夠減小與發(fā)射極電極144相關(guān) 的電阻。
在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可在第一離子注入?yún)^(qū)162下形成第一導(dǎo)電類型第 二離子注入?yún)^(qū)164。如果具有高密度(濃度)的第一導(dǎo)電類型第二離子注入 區(qū)164形成在基極區(qū)152的下部，在該基極區(qū)152的較低端的電阻Rp會(huì)減 小，從而升高了在引起閂鎖前電流到達(dá)的水平。
根據(jù)實(shí)施例，緩沖層130可包括第一區(qū)段緩沖層132和第二區(qū)段緩沖層134，其中該第一區(qū)段緩沖層132在第二離子注入?yún)^(qū)164之下對(duì)準(zhǔn)，而該第 二區(qū)段緩沖層134位于第一區(qū)段緩沖層132的橫向兩側(cè)(lateral sides)。
這樣，第一區(qū)段緩沖層132的密度低于第二區(qū)段緩沖層134的密度。
根據(jù)實(shí)施例，緩沖層130抑制了由發(fā)射極140和集電極120之間的擊穿 (punchthrough)所引起的屈服現(xiàn)象(yieldphenomenon)，并且限制了從集 電極電極124到漂移區(qū)115的空穴注入(injection of holes)，從而縮短了關(guān) 斷時(shí)間，并升高了在引起閂鎖前電流到達(dá)的水平。
然而，如果緩沖層130的密度過高，則可能會(huì)增加正向電壓壓降。因此， 為了減小正向電壓壓降，緩沖層130的密度可依據(jù)其區(qū)域而變化。
此外，如圖1所示，流經(jīng)第一區(qū)段緩沖層132和第二區(qū)段緩沖層134的 空穴電流分別表示為hi和h2。
根據(jù)實(shí)施例的緩沖層130具有依據(jù)其區(qū)域而密度不同的多個(gè)區(qū)段緩沖層。
通過使用不同的區(qū)段緩沖層132和134，減小了注入到位于基極區(qū)152 下部的電阻區(qū)Rp中的空穴電流h2，其中該空穴電流h2是導(dǎo)致閂鎖的主要 原因。此外，相對(duì)增加了注入到第二離子注入?yún)^(qū)164 (深P+)的空穴電流 W，而該空穴電流hl對(duì)閂鎖的影響很小。
因此，經(jīng)由基極區(qū)152流向發(fā)射極電極144的空穴電流不流經(jīng)電阻區(qū) Rp (該空穴電流是導(dǎo)致閂鎖的原因)，使得引起閂鎖所需電流的水平升高。 這導(dǎo)致了在閂鎖發(fā)生前的電流能力的提高。
此外，根據(jù)實(shí)施例，集電極電極124可形成在溝槽T中，通過該溝槽T 而選擇性地暴露集電極離子注入?yún)^(qū)122。橫向絕緣層172可形成在所述溝槽 的一側(cè)，從而在集電極電極124與襯底110的緩沖層130和漂移區(qū)115之間 進(jìn)行電阻隔。
根據(jù)實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管，區(qū)段緩沖層130的密度可依據(jù)其區(qū)域 而形成為不同的濃度，使得流經(jīng)緩沖層130所注入的空穴電流同樣可依據(jù)所 述區(qū)域而變化。因此而相對(duì)減小了注入基極的電阻區(qū)Rp的空穴電流的數(shù)量， 其中該空穴電流是導(dǎo)致閂鎖的原因。由此，升高了在引起閂鎖前電流達(dá)到的 水平，并減小了正向電壓壓降，從而抑制了寄生可控硅的閂鎖。
以下，將參考圖2至圖7來(lái)描述根據(jù)實(shí)施例的制造絕緣柵雙極晶體管的
9方法。
如圖2所示，可以通過向襯底110注入第一導(dǎo)電類型離子而形成集電極 離子注入?yún)^(qū)122。例如，可向襯底110中注入重?fù)诫sP型離子，以在襯底110 中形成集電極離子注入?yún)^(qū)122?？稍谝r底110上形成漂移區(qū)115。在一個(gè)實(shí) 施例中，該漂移區(qū)可以是N型外延層。
接著，可以通過注入第二導(dǎo)電類型離子而在集電極離子注入?yún)^(qū)122上形 成第一區(qū)段緩沖層132。例如，可以注入輕摻雜N型離子以形成第一區(qū)段緩 沖層132。
之后，如圖3所示，使用光致抗蝕劑層圖案310作為掩模，通過注入第 二導(dǎo)電類型離子，可在第一區(qū)段緩沖層132的一部分中形成第二區(qū)段緩沖層 134。例如，可以在第一區(qū)段132的區(qū)域中注入重?fù)诫sN型離子以形成第二 區(qū)段緩沖層134，從而生成高摻雜的緩沖區(qū)段。
在實(shí)施例中，光致抗蝕劑層圖案310被設(shè)計(jì)為不暴露用于第二離子注入 區(qū)164 (將在以后形成)的區(qū)域。
相應(yīng)地，緩沖層130的摻雜密度可依據(jù)其區(qū)域而不同，使得流經(jīng)緩沖層 130所注入的空穴電流的量也可以依據(jù)所述區(qū)域而變化。
然后，如圖4所示，可移除光致抗蝕劑層圖案310，并且可以通過向襯 底110中注入第一導(dǎo)電類型離子而形成基極區(qū)152。例如，可向襯底110中 注入P型離子而形成基極區(qū)152。
第二離子注入?yún)^(qū)164可形成在基極區(qū)152的下部，并且通過注入第一導(dǎo) 電類型離子而延伸至漂移區(qū)115中。例如，可以注入重?fù)诫sP型離子以形成 所述第二離子注入?yún)^(qū)164。根據(jù)實(shí)施例，具有高密度的第一導(dǎo)電類型第二離 子注入?yún)^(qū)164形成在基極152的下部，使得電阻Rp在基極區(qū)較低端減小， 由此而升高了在引起閂鎖前電流到達(dá)的水平。
第二離子注入?yún)^(qū)164可被設(shè)置為直接在所述第一區(qū)段緩沖層132之上對(duì)準(zhǔn)。
柵極154可形成在襯底110上基極區(qū)152的一側(cè)。 接著，可以通過注入第二導(dǎo)電類型離子而在基極區(qū)152中形成發(fā)射極離 子注入?yún)^(qū)142。例如，可以注入重?fù)诫sN型離子而形成發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)142。 接著，可以通過向基極區(qū)152的一部分中注入第一導(dǎo)電類型離子而在發(fā)
射極離子注入?yún)^(qū)14 2中形成第一離子注入?yún)^(qū)162。該第一離子注入?yún)^(qū)162可 形成在第二離子注入?yún)^(qū)164的上部。例如，可注入重?fù)诫sP型離子而形成第 一離子注入?yún)^(qū)162。
可以形成圍繞柵極154的絕緣層174。該絕緣層174可包括諸如氧化物 膜或氮化物膜等絕緣膜。該絕緣層174可通過沉積工藝形成，并針對(duì)發(fā)射極 區(qū)而被蝕刻。
接下來(lái)，如圖5所示，可在絕緣層174上形成氮化物層320，可以通過 選擇性蝕刻氮化物層320、絕緣層174和襯底110而形成溝槽T，以暴露集 電極離子注入?yún)^(qū)122的一部分。
接著，如圖6所示，對(duì)形成有溝槽T的襯底110進(jìn)行氧化，以在所述溝 槽的表面上形成絕緣層172。此時(shí)，氮化物層320可以用作緩沖器。
之后，對(duì)形成于溝槽T的下部的絕緣層實(shí)施各向異性蝕刻工藝，使得橫 向絕緣層172保留在溝槽中，其中該溝槽選擇性暴露集電極離子注入?yún)^(qū)122。 此時(shí)，氮化物層320可以在蝕刻工藝中再次用作緩沖器。
接著，如圖7所示，可以移除氮化物層320并暴露發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)142， 以形成電連接至發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)142的發(fā)射極電極144。
此時(shí)，形成集電極電極142的工序可以與形成發(fā)射極電極144的工序同 時(shí)執(zhí)行，其中集電極電極142填充在溝槽中并且電連接至集電極離子注入?yún)^(qū) 122。
根據(jù)實(shí)施例，減小了向位于基極區(qū)152的較低端部分的電阻區(qū)Rp中注 入的空穴電流h2，其中該空穴電流h2是導(dǎo)致閂鎖的主要原因，并且相對(duì)增 加了注入第二離子注入?yún)^(qū)164 (深P+)的空穴電流hl，而該空穴電流hl 對(duì)閂鎖的影響很小。
因此，根據(jù)實(shí)施例，經(jīng)由基極區(qū)152流向發(fā)射極電極144的空穴電流不 流經(jīng)電阻區(qū)Rp (該空穴電流是導(dǎo)致閂鎖的原因)，使得引起閂鎖前所需電 流的水平升高。
根據(jù)絕緣柵雙極晶體管的制造方法的實(shí)施例，區(qū)段緩沖層130的摻雜密 度可有意圖地依據(jù)其區(qū)域而改變，使得流經(jīng)緩沖層130的空穴電流同樣可以 依據(jù)所述區(qū)域而變化。因此，相對(duì)減小了注入(inject)基極的電阻區(qū)Rp中 的空穴電流的數(shù)量(該空穴電流是導(dǎo)致閂鎖的原因)。由此，升高了在引起
閂鎖前電流達(dá)到的水平，并且減小了正向電壓壓降，從而抑制了寄生可控硅 的閂鎖。
說明書中所涉及的"一實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"示例性實(shí)施例"等， 其含義是結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性均包括在本發(fā)明的至少 一個(gè)實(shí)施例中。說明書中出現(xiàn)于各處的這些短語(yǔ)并不一定都涉及同一個(gè)實(shí)施 例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，都認(rèn)為其落在 本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合其它實(shí)施例就可以實(shí)現(xiàn)這些特征、結(jié)構(gòu)或特性的范圍 內(nèi)。
盡管對(duì)實(shí)施例的描述中結(jié)合了其中多個(gè)示例性實(shí)施例，但可以理解的是 本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以推導(dǎo)出許多其它變化和實(shí)施例，并落入本公開內(nèi)容 的原理的精神和范圍之內(nèi)。尤其是，可以在該公開、附圖和所附權(quán)利要求的 范圍內(nèi)對(duì)組件和/或附件組合設(shè)置中的排列進(jìn)行多種變化和改進(jìn)。除組件和/ 或排列的變化和改進(jìn)之外，其他可選擇的應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是 顯而易見的。
權(quán)利要求
1. 一種絕緣柵雙極晶體管，其包括第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)，位于襯底中；第二導(dǎo)電類型緩沖層，位于所述第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)上，其中所述第二導(dǎo)電類型緩沖層包括第一區(qū)段和第二區(qū)段，其中所述第一區(qū)段具有第一密度的第二導(dǎo)電類型離子，所述第二區(qū)段具有高于第一密度的第二密度；漂移區(qū)，位于襯底中且位于所述第二導(dǎo)電類型緩沖層上；第一導(dǎo)電類型基極區(qū)，位于所述漂移區(qū)中；柵極，位于襯底上且在所述第一導(dǎo)電類型基極區(qū)的一側(cè)；第二導(dǎo)電類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)，位于所述第一導(dǎo)電類型基極區(qū)中；絕緣層，位于所述柵極上；發(fā)射極電極，其電連接至所述第二導(dǎo)電類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)；以及集電極電極，其電連接至所述第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的絕緣柵雙極晶體管，進(jìn)一步包括第一導(dǎo)電類 型第一離子注入?yún)^(qū)，位于所述發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣柵雙極晶體管，進(jìn)一步包括第一導(dǎo)電類 型第二離子注入?yún)^(qū)，位于所述第一導(dǎo)電類型第一離子注入?yún)^(qū)的下部，并且延 伸至所述漂移區(qū)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕緣柵雙極晶體管，其中所述第一區(qū)段緩沖層 被設(shè)置為在所述第一導(dǎo)電類型第二離子注入?yún)^(qū)之下對(duì)準(zhǔn)；以及其中所述第二 區(qū)段緩沖層位于所述第一區(qū)段緩沖層的一側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管，其中經(jīng)由穿過所述襯底中 所述漂移區(qū)和所述第二導(dǎo)電類型緩沖層的溝槽，所述集電極電極電連接至所 述第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕緣柵雙極晶體管，進(jìn)一步包括橫向絕緣層， 位于所述溝槽的一側(cè)，并在所述集電極電極與所述第二導(dǎo)電類型緩沖層和所 述漂移區(qū)之間絕緣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕緣柵雙極晶體管，其中所述溝槽延伸至所述 第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)的一部分中。
8. —種絕緣柵雙極晶體管，其包括 集電極區(qū)，位于半導(dǎo)體襯底中；緩沖層，位于所述集電極區(qū)上，其中所述緩沖層包括第一區(qū)段緩沖層和 第二區(qū)段緩沖層，其中所述第一區(qū)段緩沖層具有第一密度，而所述第二區(qū)段緩沖層具有不同于所述第一區(qū)段緩沖層的第二密度； 基極區(qū)，位于所述緩沖層上； 發(fā)射極區(qū)，位于所述基極區(qū)中；以及 柵電極，其對(duì)準(zhǔn)所述基極區(qū)的一側(cè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕緣柵雙極晶體管，其中所述第一密度低于所 述第二密度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的絕緣柵雙極晶體管，其中所述第一區(qū)段緩沖 層設(shè)置在所述基極區(qū)之下。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕緣柵雙極晶體管，進(jìn)一步包括-發(fā)射極電極，其連接至所述發(fā)射極區(qū)并在所述基極區(qū)之上對(duì)準(zhǔn)；以及 絕緣層，其插入在所述柵電極和所述發(fā)射極電極之間。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕緣柵雙極晶體管，進(jìn)一步包括集電極電 極，其延伸穿過所述半導(dǎo)體襯底，并且連接至所述集電極區(qū)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕緣柵雙極晶體管，進(jìn)一步包括漂移區(qū)， 其插入在所述基極區(qū)和所述緩沖層之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕緣柵雙極晶體管，進(jìn)一步包括 高濃度注入?yún)^(qū)，其在所述第一區(qū)段緩沖層之上對(duì)準(zhǔn)，其中所述高濃度注入?yún)^(qū)設(shè)置在所述基極區(qū)中的一個(gè)區(qū)域中。
15. —種絕緣柵雙極晶體管的制造方法，其包括如下步驟通過向襯底中注入第一導(dǎo)電類型離子而形成集電極離子注入?yún)^(qū)；通過向所述襯底中注入第二導(dǎo)電類型離子而形成緩沖層，形成所述緩沖層的步驟包括在所述集電極離子注入?yún)^(qū)上形成第一區(qū)段緩沖層和第二區(qū)段緩沖層；通過向所述襯底中注入第一導(dǎo)電類型離子，在所述襯底上形成基極區(qū)； 在所述襯底上所述基極區(qū)的一側(cè)形成柵極；以及 通過注入第二導(dǎo)電類型離子，在所述基極區(qū)中形成發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟在形成所述發(fā) 射極離子注入?yún)^(qū)之后，通過向所述基極區(qū)中注入第一導(dǎo)電類型離子，在所述 發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)的一側(cè)形成第一離子注入?yún)^(qū)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一離子注入?yún)^(qū)形成在所述發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)的一部分中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟在形成所述基極區(qū)之后，通過向所述襯底中注入第一導(dǎo)電類型離子，在所述基極區(qū)的下部 形成第二離子注入?yún)^(qū)，其中所述第一離子注入?yún)^(qū)形成在所述第二離子注入?yún)^(qū) 的上部。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第二離子注入?yún)^(qū)被形成為對(duì) 準(zhǔn)所述第一區(qū)段緩沖層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中形成所述第一區(qū)段緩沖層和第二區(qū)段緩沖層的步驟包括以低濃度向所述襯底中注入第二導(dǎo)電類型離子，以形成位于所述集電極離子注入?yún)^(qū)上的緩沖區(qū)域；以及向所述緩沖區(qū)域的一部分中進(jìn)行第二導(dǎo)電類型離子的第二注入，以形成 所述第二區(qū)段緩沖層，由此靠近所述第二區(qū)段緩沖層的所述緩沖區(qū)域的第二 部分提供所述第一區(qū)段緩沖層。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟 在所述柵極上形成絕緣層；形成發(fā)射極電極，所述發(fā)射極電極電連接至所述發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)；以及形成集電極電極，所述集電極電極電連接至所述集電極離子注入?yún)^(qū)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中形成所述集電極電極的步驟包括通過選擇性蝕刻所述絕緣層的一部分和所述襯底的一部分以形成溝槽， 使得所述集電極離子注入?yún)^(qū)的一個(gè)區(qū)域通過所述溝槽而暴露； 在所述溝槽的一側(cè)形成第二絕緣層；以及形成填充在所述溝槽中的集電極電極，并且所述集電極電極電連接至所 述集電極離子注入?yún)^(qū)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中在所述溝槽的一側(cè)形成第二絕緣層的步驟包括通過氧化具有所述溝槽的所述襯底而在所述溝槽的表面上形成氧化物層；以及通過移除形成在所述溝槽底部的氧化物層，選擇性暴露所述集電極離子 注入?yún)^(qū)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟 在所述襯底上形成氮化物層，包括在所述襯底中形成所述溝槽前，在所述絕緣層上形成氮化物層，其中在氧化具有所述溝槽的所述襯底時(shí)，所述氮 化物層保護(hù)所述襯底的多個(gè)區(qū)域。
全文摘要
一種絕緣柵雙極晶體管及其制造方法。該絕緣柵雙極晶體管包括第一導(dǎo)電類型集電極離子注入?yún)^(qū)，位于襯底中；第二導(dǎo)電類型緩沖層，包括第一區(qū)段和第二區(qū)段緩沖層，并位于第一導(dǎo)電型集電極離子注入?yún)^(qū)上；第一導(dǎo)電類型基極區(qū)，位于第二導(dǎo)電類型緩沖層上；柵極，位于襯底上且在第一導(dǎo)電類型基極區(qū)一側(cè)；第二導(dǎo)電類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)，位于第一導(dǎo)電類型基極區(qū)中；絕緣層，位于柵極上；發(fā)射極電極，電連接至第二導(dǎo)電類型發(fā)射極離子注入?yún)^(qū)；及集電極電極，電連接至第一導(dǎo)電型集電極離子注入?yún)^(qū)。該第一區(qū)段緩沖層可在基極區(qū)的一部分之下對(duì)準(zhǔn)，且具有比靠近第一區(qū)段緩沖層的第二區(qū)段緩沖層更低密度的第二導(dǎo)電類型離子。本發(fā)明能夠抑制寄生可控硅的閂鎖。
文檔編號(hào)H01L21/331GK101378073SQ20081021530
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者李相容 申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司