絕緣柵雙極型晶體管及其制造方法與流程

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種絕緣柵雙極型晶體管，還涉及一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法。

背景技術：

1、絕緣柵雙極型晶體管(insulated?gate?bipolar?transistor，igbt)作為雙極型器件，綜合了mosfet的工作機理和雙極型晶體管的工作機理，兼具兩者的優點，是一種改良型的功率器件。較雙極型晶體管而言，igbt為電壓控制型器件，并且大電流下增益高；較mosfet而言，igbt能夠承受更高的電壓，并且在大電流下導通壓降低，功耗小。

2、igbt器件因具有電壓高、電流大、頻率高、導通電阻小等特點，被廣泛應用到以電磁爐、電冰箱、洗衣機為代表的家電領域，以光伏、移動儲能、ups(uninterruptible?powersupply，不間斷電源)、變頻器、電焊機為代表的工業控制領域，以及以新能源汽車驅動、汽車空調、汽車obc(on-board?charger，車載充電裝置)等為代表的汽車電子領域，此外還被應用到國家電網、高鐵、航空等國家核心相關行業。

3、發明人在實際生產中發現cd(critical?dimension，關鍵尺寸)較小的溝槽柵igbt器件存在接觸孔的光刻對位容易對偏的問題。

技術實現思路

1、基于此，有必要提供一種能夠提高接觸孔的光刻對位精度的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法。

2、一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，包括：獲取晶圓，所述晶圓包括基底；對所述基底進行發射極摻雜，形成第一導電類型的發射極摻雜區；在所述基底上形成層間介質層；進行接觸孔光刻，形成位于所述發射極摻雜區上方的接觸孔刻蝕窗口；通過所述接觸孔刻蝕窗口向下刻蝕，形成第一孔；形成所述第一孔后對所述晶圓進行熱處理。

3、上述絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，將對發射極摻雜區的退火安排在接觸孔光刻之后。由于該退火步驟可能因高溫導致晶圓的應力釋放，使得晶圓發生翹曲，而該翹曲會對光刻對位造成影響。因此通過在退火之前就將接觸孔光刻完成，可以避免晶圓翹曲對接觸孔光刻的對位精度造成的影響，從而提高接觸孔的光刻對位精度。

4、在其中一個實施例中，所述方法還包括：在所述熱處理之前或之后繼續向下對所述第一孔進行刻蝕，形成依次貫穿所述層間介質層和所述發射極摻雜區的接觸孔。

5、在其中一個實施例中，形成所述接觸孔之后，還包括通過所述接觸孔注入第二導電類型離子，從而在所述接觸孔的底部周圍形成第二導電類型摻雜區的步驟；所述第二導電類型和第一導電類型為相反的導電類型。

6、在其中一個實施例中，所述獲取晶圓的步驟中，獲取的所述晶圓還包括位于所述基底中的第二導電類型阱區；所述對所述基底進行發射極摻雜的步驟形成的發射極摻雜區位于所述第二導電類型阱區中。

7、在其中一個實施例中，所述在所述接觸孔的底部周圍形成第二導電類型摻雜區的步驟形成的第二導電類型摻雜區位于所述襯底中。

8、在其中一個實施例中，所述第二導電類型摻雜區的摻雜濃度大于所述第二導電類型阱區的摻雜濃度。

9、在其中一個實施例中，所述絕緣柵雙極型晶體管為溝槽柵igbt，所述獲取晶圓的步驟中，獲取的所述晶圓還形成有溝槽。

10、在其中一個實施例中，所述第二導電類型阱區與所述溝槽相鄰。

11、在其中一個實施例中，所述獲取晶圓的步驟包括：在所述基底上形成場氧層；在所述基底中形成終端的分壓環；形成所述第二導電類型阱區；形成所述溝槽。

12、在其中一個實施例中，所述獲取晶圓的步驟還包括：在所述溝槽的內表面形成柵介質層；在所述溝槽中形成被所述柵介質層包圍的柵極。

13、在其中一個實施例中，所述柵極的材質包括多晶硅。

14、在其中一個實施例中，所述柵介質層的材質包括硅氧化物。

15、在其中一個實施例中，所述在所述接觸孔的底部周圍形成第二導電類型摻雜區的步驟之后，還包括：在所述接觸孔中形成導電結構；在所述導電結構上形成與所述導電結構電性連接的金屬連線。

16、在其中一個實施例中，形成所述金屬連線后，還包括形成覆蓋所述金屬連線的鈍化層的步驟。

17、在其中一個實施例中，所述熱處理是熱退火處理。

18、在其中一個實施例中，所述熱退火處理的溫度為850至1050攝氏度。

19、在其中一個實施例中，所述熱退火處理的時間為30到60分鐘。

20、還有必要提供一種絕緣柵雙極型晶體管。

21、一種絕緣柵雙極型晶體管，通過前述任一實施例所述的方法制造形成。

技術特征：

1.一種絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，包括：

2.根據權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，還包括：

3.根據權利要求2所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，形成所述接觸孔之后，還包括通過所述接觸孔注入第二導電類型離子，從而在所述接觸孔的底部周圍形成第二導電類型摻雜區的步驟；所述第二導電類型和第一導電類型為相反的導電類型。

4.根據權利要求3所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述獲取晶圓的步驟中，獲取的所述晶圓還包括位于所述基底中的第二導電類型阱區；

5.根據權利要求4所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述絕緣柵雙極型晶體管為溝槽柵igbt，所述獲取晶圓的步驟中，獲取的所述晶圓還形成有溝槽，所述第二導電類型阱區與所述溝槽相鄰。

6.根據權利要求5所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述獲取晶圓的步驟包括：

7.根據權利要求3所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述第二導電類型摻雜區的摻雜濃度大于所述第二導電類型阱區的摻雜濃度。

8.根據權利要求3所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述在所述接觸孔的底部周圍形成第二導電類型摻雜區的步驟之后，還包括：

9.根據權利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述熱處理是溫度為850至1050攝氏度的退火處理。

10.一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于，通過權利要求1-9中任一項所述的方法制造形成。

技術總結
本發明涉及一種絕緣柵雙極型晶體管及其制造方法，所述方法包括：獲取晶圓，所述晶圓包括基底；對所述基底進行發射極摻雜，形成第一導電類型的發射極摻雜區；在所述基底上形成層間介質層；進行接觸孔光刻，形成位于所述發射極摻雜區上方的接觸孔刻蝕窗口；通過所述接觸孔刻蝕窗口向下刻蝕，形成第一孔；形成所述第一孔后對所述晶圓進行熱退火處理。本發明可以避免晶圓翹曲對接觸孔光刻的對位精度造成的影響，從而提高接觸孔的光刻對位精度。

技術研發人員：肖魁,卞錚
受保護的技術使用者：無錫華潤上華科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21