[发明专利]一种沟槽型三极管及其制作方法

权利要求书

1.一种沟槽型三极管，其特征在于，包括：

第一导电类型的衬底；

形成于所述衬底的上表面的第一导电类型的第一外延层；

位于所述第一外延层内的沟槽；

位于所述沟槽的底部和侧壁的第二导电类型的掺杂区；

形成于所述沟槽外且连接所述掺杂区的第二导电类型的高掺杂区；

形成于所述掺杂区的表面的第一导电类型的扩散区；

填充在所述沟槽内的多晶硅层；

覆盖在所述高掺杂区的上表面及所述多晶硅层的上表面的绝缘层；

连接所述高掺杂区的基极；

连接所述多晶硅层的发射极；

连接所述衬底的下表面的集电极。

2.一种沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：提供第一导电类型的衬底；

S2：在所述衬底的上表面生长第一导电类型的第一外延层；

S3：刻蚀所述第一外延层并在所述第一外延层内形成沟槽；

S4：在所述沟槽的底部和侧壁及所述第一外延层的上表面生长第二导电类型的第二外延层；

S5：在所述第二外延层的表面生长掺杂第一导电类型杂质的多晶硅层；

S6：回刻蚀所述多晶硅层，保留填充在所述沟槽内的多晶硅层；

S7：对所述沟槽外所述第二外延层进行第二导电类型杂质掺杂并形成掺杂浓度高于所述第二外延层的掺杂浓度的第二导电类型的高掺杂区；

S8：在所述沟槽外的所述第二外延层的上表面与所述多晶硅层的上表面生长绝缘层；

S9：快速退火处理，激发所述多晶硅层中的所述第一导电类型杂质扩散至所述多晶硅层外围的第二外延层的表层中并形成第一导电类型的扩散区；

S10：刻蚀所述绝缘层形成接触孔，在所述绝缘层上表面生长金属层，刻蚀所述金属层形成连接所述高掺杂区的基极和连接所述多晶硅层的发射极，在所述衬底的下表面生长集电极。

3.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S2中，所述第一外延层的厚度为2～20μm。

4.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S3中，所述沟槽的深度为所述第一外延层厚度的0.5～0.7倍，所述沟槽的宽度小于所述沟槽的深度。

5.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S4中，低温外延生长所述第二外延层，所述低温外延生长的温度小于900℃，所述第二外延层的厚度小于所述沟槽宽度的三分之一。

6.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S5中，采用低压力化学气相沉积法制备所述多晶硅层，所述多晶硅层掺杂浓度为1E20-1E22/cm³，所述多晶硅层的厚度大于所述沟槽宽度的一半。

7.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S6中，采用化学机械抛光或者干法刻蚀的方式对所述多晶硅层进行回刻蚀，所述回刻蚀的深度大于所述多晶硅层的厚度。

8.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S7中，所述掺杂的方式为注入，所述第二导电类型杂质注入剂量为5E14～2E15/cm²，注入深度小于所述第二外延层厚度。

9.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S8中，所述绝缘层为采用低压力化学气相沉积法热解正硅酸乙脂沉积得到的二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为300～1000nm。

10.根据权利要求2所述的沟槽型三极管的制作方法，其特征在于，S9中，所述快速退火处理在氮气气氛下进行，温度为1050-1100℃，时间为30-120s。