一种IGBT器件的制备方法及IGBT器件与流程

本申请涉及半导体，具体地，涉及一种igbt器件的制备方法及igbt器件。

背景技术：

1、传统的sj-igbt器件的结构，如图1所示，1是p-集电区，2是n-漂移区，3是p型超级结区域，4是第二次外延，5是栅氧化层，6是栅极，7是pwell，8是n+发射极，9是介质层，10是发射极金属，11是p+集电极，12是集电极金属。

2、传统的igbt器件的制备方法中超级结结构的制备步骤中，有两次生长外延层的步骤，第一掺杂类型的柱区形成在第一次生长的外延层内；自第一次生成的外延层的上表面向下挖槽，形成柱区沟槽；之后，在柱区沟槽内填充第一掺杂类型的材料形成柱区。在形成柱区之后，需要进行第二次外延层的生长，之后自第二次外延层的上表面向下挖槽，形成栅极沟槽，栅极沟槽的深度比第二次外延层的深度浅。即栅极沟槽没有贯穿第二次外延层的底部。之后，在栅极沟槽内形成栅氧化层，在栅氧化层之上形成栅极。在第二次外延层的上表面注入或扩散第一掺杂类型的杂质形成第一掺杂类型的阱区，阱区的下表面高于栅极沟槽。这样，第二外延层实现了柱区和阱区不直接接触，而是被第二外延层隔开。第二外延层的存在，导致超级结结构的制备方法复杂，且制备成本较高。

3、在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种igbt器件的制备方法及igbt器件，以解决传统的igbt器件的制备方法流程复杂制造成本高的技术问题。

2、本申请实施例提供了一种igbt器件的制备方法，包括如下步骤：

3、一种igbt器件的制备方法，包括如下步骤：

4、在第一掺杂类型的衬底上形成第二掺杂类型的外延层；

5、自外延层上表面向下进行挖槽，形成柱区沟槽；

6、在柱区沟槽填充第一掺杂类型的材料；

7、挖槽，形成第一栅极沟槽，第一栅极沟槽自第一掺杂类型材料的上表面向下延伸，其中，未被挖掉的第一掺杂类型材料作为柱区；

8、在第一栅极沟槽内形成第一栅氧化层；

9、在第一栅氧化层之上形成第一栅极；

10、在外延层的上部分中形成第一掺杂类型的阱区，所述阱区的底部高于所述柱区的顶部且外延层位于所述阱区之下的部分作为漂移区，使得阱区(6)和漂移区上下相邻设置，且所述阱区和柱区被漂移区和所述第一栅氧化层隔开。

11、本申请实施例还提供了一种igbt器件，包括：

12、第一掺杂类型的集电极；

13、第二掺杂类型的漂移区，形成在集电极之上；

14、第一掺杂类型的阱区，形成在所述漂移区之上，所述阱区和所述漂移区上下相邻设置；

15、第一栅极沟槽，贯穿所述阱区且向下伸入到所述漂移区内；

16、第一栅氧化层，形成在所述第一栅极沟槽内且所述第一栅氧化层的下端伸入到所述漂移区内；

17、第一掺杂类型的柱区，形成在所述漂移区内，所述柱区的上部分与所述第一栅氧化层连接，且所述柱区与所述阱区被所述漂移区和所述第一栅氧化层隔开；

18、第一栅极，形成在所述第一栅氧化层之上。

19、本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

20、只需要一次生长外延层的步骤，仅在衬底上生长外延层。即对应传统超级结结构的制备步骤中的第一次生长外延层。自外延层的上表面向下进行挖槽，形成柱区沟槽；在柱区沟槽内填充第一掺杂类型的材料。之后，进行挖槽，形成第一栅极沟槽，第一栅极沟槽自第一掺杂类型材料的上表面向下延伸，未被挖掉的第一掺杂类型材料作为柱区。即第一栅极沟槽的位置是位于柱区之上，一方面对第一栅极沟槽的位置进行了具体的限定，另一方面第一栅极沟槽和柱区之间不再有其他结构。之后，形成第一栅氧化层和第一栅极。在形成第一栅极后，形成阱区，阱区的范围是严格限定的，阱区的底部高于柱区的顶部，外延层中位于阱区之下的部分作为漂移区，这样，阱区直接形成在漂移区之上，阱区6和漂移区2上下相邻设置。同时，还要求阱区和柱区被漂移区和第一栅氧化层隔开，阱区和柱区两者之间不直接接触。

技术特征：

1.一种igbt器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的igbt器件的制备方法，其特征在于，形成第一栅极沟槽的步骤中，一个第一栅极沟槽对应一个所述柱区，所述第一栅极沟槽位于所述柱区之上；

3.根据权利要求2所述的igbt器件的制备方法，其特征在于，在igbt器件的宽度方向上，所述第一栅极沟槽的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸，对应的，所述第一栅氧化层(41)的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸；

4.根据权利要求1所述的igbt器件的制备方法，其特征在于，形成第一栅极沟槽的步骤中，一个所述柱区对应两个第一栅极沟槽；

5.根据权利要求4所述的igbt器件的制备方法，其特征在于，在igbt器件的宽度方向上，所述第一栅极沟槽的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸，对应的，所述第一栅氧化层(41)的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸；

6.根据权利要求1所述的igbt器件的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的igbt器件的制备方法，其特征在于，自外延层上表面向下进行挖槽，形成柱区沟槽的步骤中，所述柱区沟槽的底部和所述外延区的下表面之间具有预设距离。

8.根据权利要求1所述的igbt器件的制备方法，其特征在于，进行挖槽的步骤包括一次挖槽工艺，一次挖槽工艺形成第一栅极沟槽和第二栅极沟槽，所述第二栅极沟槽自外延层的上表面向下延伸，第一栅极沟槽的深度大于第二栅极沟槽的深度；其中，在igbt器件的横向方向上，所述第一栅极沟槽的尺寸大于所述第二栅极沟槽的尺寸；

9.一种igbt器件，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的igbt器件，其特征在于，还包括：

11.根据权利要求10所述的igbt器件，其特征在于，所述柱区(3)的下端与所述漂移区(2)的下表面之间具有预设距离。

12.根据权利要求11所述的igbt器件，其特征在于，一个所述柱区对应一个第一栅极沟槽，对应的，一个所述柱区对应一个所述第一栅氧化层；

13.根据权利要求12所述的igbt器件，其特征在于，在igbt器件的横向方向上，所述第一栅极沟槽的尺寸大于所述柱区(3)的尺寸，对应的，所述第一栅氧化层(41)的尺寸大于所述柱区(3)的尺寸；

14.根据权利要求13所述的igbt器件，其特征在于，在igbt器件的宽度方向上，所述第一栅极沟槽的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸，对应的，所述第一栅氧化层(41)的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸；

15.根据权利要求10所述的igbt器件，其特征在于，一个所述柱区对应两个相邻的第一栅极沟槽，与同一柱区对应的两个第一栅极沟槽之间被所述柱区的一部分填充满，对应的，一个所述柱区对应两个所述第一栅氧化层；

16.根据权利要求15所述的igbt器件，其特征在于，在igbt器件的横向方向上，所述柱区(3)的尺寸小于与之连接的两个第一栅氧化层外缘之间的尺寸；

17.根据权利要求16所述的igbt器件，其特征在于，在igbt器件的宽度方向上，所述第一栅极沟槽的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸，所述第一栅氧化层(41)的尺寸大于等于所述柱区(3)的尺寸；

技术总结
本申请实施例提供了一种IGBT器件的制备方法及IGBT器件。制备方法包括：在衬底上形成第二掺杂类型的外延层；自外延层上表面向下进行挖槽，形成柱区沟槽；在柱区沟槽填充第一掺杂类型的材料；挖槽，形成第一栅极沟槽，第一栅极沟槽自第一掺杂类型材料的上表面向下延伸，其中，未被挖掉的第一掺杂类型材料作为柱区；在第一栅极沟槽内形成第一栅氧化层；在第一栅氧化层之上形成第一栅极；在外延层的上部分中形成第一掺杂类型的阱区，阱区的底部高于柱区的顶部且外延层位于所述阱区之下的部分作为漂移区，且所述阱区和柱区被漂移区和所述第一栅氧化层隔开。本申请实施例解决了传统的IGBT器件的制备方法流程复杂制造成本高的技术问题。

技术研发人员：刘倩,祁金伟
受保护的技术使用者：苏州华太电子技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14