槽柵IGBT結(jié)構(gòu)，其中所述體區(qū)(13)具有大致均勻的摻雜分布O
13.一種制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其包括 以外延晶片開始，其中第一導(dǎo)電型的輕摻雜外延層(14)在第一導(dǎo)電型的重?fù)诫s襯底(15)的頂部上， 在所述外延層(14)的頂部上形成第二導(dǎo)電型的體區(qū)(13)， 在所述體區(qū)(13)的頂部上形成第一導(dǎo)電型的重?fù)诫s多晶硅源區(qū)(11)， 通過(guò)圖案化所述多晶硅源區(qū)(11)和所述體區(qū)(13)形成柵溝槽(41)， 在所述柵溝槽(41)中并且在所述多晶硅源區(qū)(11)的上表面處形成柵電介質(zhì)(31)， 通過(guò)淀積以及深蝕刻形成柵電極(21)， 將ILD(32)淀積在所述柵電極(21)的頂部上以及所述源區(qū)(11)的表面上，通過(guò)圖案化所述ILD(32)以及所述源區(qū)(11)形成溝槽形接觸孔(42)， 通過(guò)離子注入以及退火在所述接觸孔(42)的底部處形成第二導(dǎo)電型的重?fù)诫s擴(kuò)散(12)，以及 在晶片正面形成源極(22)并且在晶片背面形成漏極(23)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述體區(qū)(13)通過(guò)單次或多次離子注入且隨后退火而形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述體區(qū)(13)通過(guò)外延生長(zhǎng)形成。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅源區(qū)(11)通過(guò)化學(xué)氣相淀積形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅源區(qū)(11)通過(guò)淀積非晶硅且隨后退火以將所述非晶硅轉(zhuǎn)變成多晶硅而形成。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅源區(qū)(11)通過(guò)淀積非晶硅并且將所述非晶硅在形成所述柵電介質(zhì)(31)的過(guò)程中轉(zhuǎn)變成多晶硅而形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述溝槽形接觸孔(42)通過(guò)光刻且隨后蝕刻形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述柵電介質(zhì)(31)是通過(guò)淀積形成的高介電常數(shù)電介質(zhì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述溝槽形接觸孔(42)通過(guò)光刻且隨后蝕刻形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述的蝕刻為干式蝕刻，包含但不限于深反應(yīng)離子刻蝕。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述源極(22)通過(guò)淀積形成，包含但不限于，濺射、蒸發(fā)以及電鍍。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造溝槽柵功率MOSFET結(jié)構(gòu)的方法，其中所述柵電極(21)通過(guò)淀積多晶硅且隨后蝕刻而形成。
23.—種制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其包括 以第一導(dǎo)電型的輕摻雜的襯底晶片(14)開始， 在所述襯底(14)的頂部上形成第二導(dǎo)電型的體區(qū)(13)， 在所述體區(qū)(13)的頂部上形成第一導(dǎo)電型的重?fù)诫s多晶硅發(fā)射區(qū)(11)， 通過(guò)圖案化所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)和所述體區(qū)(13)形成柵溝槽(41)， 在所述柵溝槽(41)中并且在所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)的上表面處形成柵電介質(zhì)(31)， 通過(guò)淀積以及之后的蝕刻形成柵電極(21)， 將ILD(32)淀積在所述柵電極(21)的頂部上以及所述發(fā)射區(qū)(11)的表面上，通過(guò)圖案化所述ILD(32)以及所述發(fā)射區(qū)(11)形成溝槽形接觸孔(42)， 通過(guò)離子注入以及退火在所述接觸孔(42)的底部處形成第二導(dǎo)電型的重?fù)诫s擴(kuò)散(12)， 在晶片正面形成發(fā)射極(24)， 在晶片背面使所述襯底晶片(14)變薄， 在所述晶片背面形成第一導(dǎo)電型的緩沖區(qū)(16)以及第二導(dǎo)電型的重?fù)诫s集電區(qū)(17)，以及 在所述晶片背面處形成集電極(25)。
24.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述體區(qū)(13)通過(guò)單次或多次離子注入且隨后退火而形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述體區(qū)(13)通過(guò)外延生長(zhǎng)形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)通過(guò)化學(xué)氣相淀積形成。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)通過(guò)淀積非晶硅且隨后退火以將所述非晶硅轉(zhuǎn)變成多晶硅而形成。30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)通過(guò)淀積非晶硅并且將所述非晶硅在形成所述柵電介質(zhì)(31)的過(guò)程中轉(zhuǎn)變成多晶硅而形成。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述溝槽形接觸孔(42)通過(guò)光刻且隨后蝕刻形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述柵電介質(zhì)(31)是通過(guò)淀積形成的高介電常數(shù)電介質(zhì)。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述溝槽形接觸孔(42)通過(guò)光刻且隨后蝕刻形成。
31.根據(jù)權(quán)利要求33所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述的蝕刻為干式蝕刻，包含但不限于深反應(yīng)離子刻蝕。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述發(fā)射極(24)通過(guò)淀積形成，包含但不限于，濺射、蒸發(fā)以及電鍍。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述柵電極(21)通過(guò)淀積多晶硅且隨后蝕刻而形成。
34.一種制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其包括 以第一導(dǎo)電型的輕摻雜的襯底晶片(14)開始， 在所述襯底(14)的頂部上形成第二導(dǎo)電型的體區(qū)(13)， 在所述體區(qū)(13)的頂部上形成第一導(dǎo)電型的重?fù)诫s多晶硅發(fā)射區(qū)(11)， 通過(guò)圖案化所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)和所述體區(qū)(13)形成柵溝槽(41)， 在所述柵溝槽(41)中并且在所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)的上表面處形成柵電介質(zhì)(31)， 通過(guò)淀積以及之后的蝕刻形成柵電極(21)， 將ILD(32)淀積在所述柵電極(21)的頂部上以及所述發(fā)射區(qū)(11)的表面上，在晶片背面使所述襯底晶片(14)變薄， 在所述晶片背面形成第一導(dǎo)電型的緩沖區(qū)(16)以及第二導(dǎo)電型的重?fù)诫s集電區(qū)(17)， 通過(guò)圖案化所述ILD(32)以及所述發(fā)射區(qū)(11)形成溝槽形接觸孔(42)， 通過(guò)離子注入以及退火在所述接觸孔(42)的底部處形成第二導(dǎo)電型的重?fù)诫s擴(kuò)散(12)，以及 在晶片正面形成發(fā)射極(24)并且在所述晶片背面形成集電極(23)。
35.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述體區(qū)(13)通過(guò)單次或多次離子注入且隨后退火而形成。
36.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述體區(qū)(13)通過(guò)外延生長(zhǎng)形成。
37.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)通過(guò)化學(xué)氣相淀積形成。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)通過(guò)淀積非晶硅且隨后退火以將所述非晶硅轉(zhuǎn)變成多晶硅而形成。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多晶硅發(fā)射區(qū)(11)通過(guò)淀積非晶硅并且將所述非晶硅在形成所述柵電介質(zhì)(31)的過(guò)程中轉(zhuǎn)變成多晶硅而形成。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述柵電介質(zhì)(31)是通過(guò)氧化或淀積形成的氧化硅。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述柵電介質(zhì)(31)是通過(guò)淀積形成的高介電常數(shù)電介質(zhì)。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述溝槽形接觸孔(42)通過(guò)光刻且隨后蝕刻形成。
43.根據(jù)權(quán)利要求45所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述的蝕刻為干式蝕刻，包含但不限于深反應(yīng)離子刻蝕。
44.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述發(fā)射極(24)通過(guò)淀積形成，包含但不限于，濺射、蒸發(fā)以及電鍍。
45.根據(jù)權(quán)利要求37所述的制造IGBT結(jié)構(gòu)的方法，其中所述柵電極(21)通過(guò)淀積多晶硅且隨后蝕刻而形成。
【專利摘要】本發(fā)明提供具有重?fù)诫s的多晶硅源區(qū)的溝槽柵功率MOSFET(TMOS/UMOS)結(jié)構(gòu)。所述多晶硅源區(qū)通過(guò)淀積形成，并且溝槽形接觸孔用于所述源區(qū)處，以便獲得小接觸電阻和小元胞尺寸。本發(fā)明還可以實(shí)施于IGBT中。
【IPC分類】H01L29-739, H01L29-417, H01L29-78
【公開號(hào)】CN104769723
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480002401
【發(fā)明人】周賢達(dá), 馮淑華, 單建安
【申請(qǐng)人】馮淑華
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2014年12月4日