恭喜青岛佳恩半导体科技有限公司张永利获国家专利权
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龙图腾网恭喜青岛佳恩半导体科技有限公司申请的专利一种异型槽分离栅IGBT结构的制造方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113451401B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202110829131.0,技术领域涉及:H10D12/00;该发明授权一种异型槽分离栅IGBT结构的制造方法是由张永利;王新强;王丕龙;刘文设计研发完成,并于2021-07-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种异型槽分离栅IGBT结构的制造方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种异型槽分离栅IGBT结构及其制造方法,涉及IGBT结构技术领域。集电极的上方设置有n型衬底,n型衬底的内部设置有规律排布的竖向沟槽,沟槽内有氧化层和多晶层,在相邻的沟槽间设有p型阱,p型阱内置n+发射区和p+型短路区,n+发射区位于p型阱上方边部,p+型短路区位于n+发射区中间,沟槽顶部设有保护氧化层和发射极金属,保护氧化层中设置金属层形成发射极和栅极。相对于现有技术而言,本发明的有益效果是:IGBT器件中分离栅采用上下结构,通过独特的两次刻蚀沟槽工艺,生产出的IGBT器件内部结构紧凑、无缝隙,能够降低IGBT器件米勒电容,提高IGBT开关速度,有效地降低开关损耗。
本发明授权一种异型槽分离栅IGBT结构的制造方法在权利要求书中公布了:1.一种异型槽分离栅IGBT结构的制造方法,所述异型槽分离栅IGBT结构包括集电极,所述集电极的上方设置有n型衬底3,所述n型衬底3的内部设置有规律排布的竖向沟槽,所述竖向沟槽包括相连的上沟槽和下沟槽,所述下沟槽位于所述上沟槽的下方,在所述下沟槽内侧壁及底壁上有下沟槽发射极厚栅氧化层8,在所述下沟槽发射极厚栅氧化层8内侧有下沟槽发射极多晶层9,在所述下沟槽发射极多晶层9顶部有隔离氧化层10,在所述上沟槽内侧壁上有上沟槽栅极栅氧化层5,在所述上沟槽栅极栅氧化层5内部、所述隔离氧化层10上方有上沟槽栅极多晶层11,在相邻的所述沟槽间设有p型阱12,所述p型阱12内置n+发射区13和p+型短路区14,所述n+发射区13位于所述p型阱12上方边部,所述p+型短路区14位于所述n+发射区13中间,所述沟槽顶部设有保护氧化层15和发射极金属16,所述保护氧化层15中设置金属层形成发射极和栅极;所述沟槽形貌呈瓶状,所述下沟槽的宽度大于所述上沟槽的宽度,所述下沟槽的高度低于所述上沟槽的高度;所述p型阱12的高度低于所述上沟槽的高度;所述集电极包括:集电极金属1和p+集电极2,所述p+集电极2位于所述集电极金属1与所述n型衬底3之间;其特征在于,包括以下步骤:S1、所述n型衬底3表面淀积7000A致密氧化层作为硬掩膜4,S2、第一次光刻,通过光刻、刻蚀工艺在所述硬掩膜4顶部光刻出第一次沟槽刻蚀窗口17,S3、第一次沟槽刻蚀,高温牺牲氧化,牺牲氧化去除,自所述n型衬底3顶部向下刻蚀形成所述上沟槽,在所述上沟槽内壁生长所述上沟槽栅极栅氧化层5,S4、在步骤S3中形成的所述上沟槽栅极栅氧化层5内部表面淀积氮化硅阻挡层6,S5、第二次沟槽刻蚀,自步骤S4中所述氮化硅阻挡层6底部向下刻蚀形成所述下沟槽,S6、高温牺牲氧化,牺牲氧化去除,在所述下沟槽内壁生长所述下沟槽发射极厚栅氧化层8,S7、去除所述上沟槽中在步骤S4形成的所述氮化硅阻挡层6,在所述下沟槽发射极厚栅氧化层8内淀积所述下沟槽发射极多晶层9并刻蚀回刻所述下沟槽发射极多晶层9,在所述下沟槽发射极多晶层9顶部淀积所述隔离氧化层10并刻蚀回刻所述隔离氧化层10,S8、在所述上沟槽栅极栅氧化层5内部、所述隔离氧化层10上方淀积所述上沟槽栅极多晶层11,并刻蚀回刻所述上沟槽栅极多晶层11,S9、第三次光刻,先在相邻的所述沟槽间光刻出p型阱注入窗口,进行BODY注入,退火形成所述p型阱12,S10、第四次光刻,在所述p型阱12上方边部处光刻出n+型发射极注入窗口,进行n+离子注入,形成所述n+发射区13,化学气相淀积氧化层,S11、第五次光刻,在所述n+发射区13中间蚀刻出发射极接触孔,进行p+离子注入,在875℃温度下,氮气气氛中退火30分钟,形成所述p+型短路区14,S12、设置接触窗口,在结构完成部分的顶部分别设置所述发射极金属16和所述保护氧化层15,并在所述保护氧化层15中设置金属层分别形成发射极和栅极,再去除所述n型衬底3的背面,通过离子注入做p+背面注入,400℃退火,设置金属材料层形成集电极。
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