[发明专利]实现少子存储层沟槽型IGBT的工艺方法

权利要求书

1.一种实现少子存储层沟槽型IGBT的工艺方法，其特征在于，包括步骤：

1）在作为衬底的N型硅片上，淀积一层二氧化硅作为第一硬掩膜后，光罩定义出浅沟槽的图案，通过刻蚀打开第一硬掩膜；

2）采用干法刻蚀工艺，对第一硬掩膜打开的区域进行沟槽刻蚀，形成深度为2～4μm的浅沟槽；

3）在浅沟槽底部周围区域，进行N杂质注入和推进，形成一个互联的N型少子存储层区；

4）采用湿法刻蚀，去除剩余的第一硬掩膜；

5）在N型硅片上，重新淀积一层二氧化硅作为第二硬掩膜后，光罩定义出深沟槽的图案，通过刻蚀打开第二硬掩膜；

6）采用干法刻蚀工艺，对第二硬掩膜打开的区域进行沟槽刻蚀，形成一定深度的深沟槽，并采用湿法刻蚀工艺，去除剩余第二硬掩膜；

7）在N型硅片上、浅沟槽和深沟槽的内壁，依次沉积一层氧化硅和掺杂多晶硅后，通过刻蚀，形成栅极；

8）对整个N型硅片进行P杂质注入和推进，形成少子存储层IGBT的P阱区；

9）通过光刻定义出N型区域，随后通过N型杂质注入形成N+区；

10）在N型硅片上，淀积一层二氧化硅介质，通过光刻和刻蚀定义出金属连接区域后，引出栅极电极和发射极电极；

11）在整个N型硅片表面淀积一层或多层绝缘介质膜，然后通过光刻和干法刻蚀工艺形成钝化保护层；

然后，将N型硅片反转，进行N型硅片背面减薄，在硅片背面依次注入N型杂质和P型杂质形成FS区和P+区后，在N型硅片的背面蒸发金属，形成集电极。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中，N型硅片的厚度由少子存储层沟槽型IGBT器件设计的耐压值所决定；N型硅片是晶面为100的N型硅片；淀积的方法包括：通过热生长的方式淀积；二氧化硅的厚度取决于刻蚀沟槽的刻蚀深度；刻蚀的方法为干法或湿法刻蚀。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3）中，N杂质包括：P或As，注入能量为40～100Kev，注入剂量为10¹²～10¹³/CM²，推进后的N杂质的峰值浓度为1×10¹⁶～5×10¹⁶/CM³。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5）中，淀积的方法包括：通过热生长的方式淀积；二氧化硅的厚度取决于刻蚀沟槽刻蚀的深度；刻蚀的方法为干法或湿法刻蚀。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤6）中，深沟槽的深度由少子存储层沟槽型IGBT器件设计的耐压值所决定。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤7）中，氧化硅的厚度由少子存储层沟槽型IGBT器件的阈值电压决定；掺杂多晶硅是在多晶硅中掺入N型杂质离子所形成；其中，N型杂质离子包括：磷；掺杂的浓度和掺杂多晶硅的厚度由少子存储层沟槽型IGBT器件所需的栅极电阻决定；

步骤7）中的刻蚀，包括干法刻蚀。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤8）中，P型杂质包括：B，注入能量为40～100Kev，注入剂量由少子存储层沟槽型IGBT的阈值电压决定。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤9）中，N型离子包括：P或As；注入能量为40～100Kev，注入剂量为大于1×10¹⁵/CM²。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤10）中，二氧化硅介质通过常压化学气相淀积方式或者等离子化学气相淀积方式淀积；二氧化硅介质的厚度由少子存储层沟槽型IGBT的终端结构设计和器件耐压决定。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤11）中，绝缘介质膜包括：二氧化硅或氮化硅；

钝化保护层厚度由少子存储层沟槽型IGBT器件耐压和漏电水平决定；

N型硅片背面减薄的厚度由少子存储层沟槽型IGBT器件的耐压决定；

FS区的注入为N型杂质，包括：P或As，注入能量为40～100Kev，注入剂量为1×10¹²～1×10¹³/CM²；P+区的注入为P型杂质，包括：B，注入能量约在为40～100Kev，注入剂量为1×10¹³～1×10¹⁴/CM²；

蒸发金属是由蒸发工艺在硅片背面蒸镀多层金属，包括：铝、钛、镍、银，其厚度组成以总应力最小为最佳。