一种增强抗闩锁特性的IEGT器件及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115985951A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211609740.6(22)申请日2022.12.15(71)申请人龙腾半导体股份有限公司地址710018陕西省西安市未央区经济技术开发区凤城十二路1号出口加工区(72)发明人张军亮张园园王荣华李铁生(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114专利代理师李罡(51)Int.Cl.H01L29/417(2006.01)H01L21/331(2006.01)H01L29/739(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图11页(54)发明名称一种增强抗闩锁特性的IEGT器件及其制造方法(57)摘要本发明具体公开了一种增强抗闩锁特性的IEGT器件及其制造方法，解决了现有技术中存在的IEGT器件高温大电流下容易闩锁的问题。具体技术方案为：在区熔单晶硅衬底片上形成IEGT的P型dummy区，两侧刻蚀沟槽，热生长牺牲氧化层，剥离后再次生长栅氧化层在沟槽中淀积多晶硅，形成IEGT的沟槽栅极，正面依次离子注入形成PBody区及发射区，刻蚀接触孔后，正面离子注入硼和二氟化硼形成接触孔欧姆接触区域并淀积金属，背面离子注入形成场截止FS层及集电区，并溅射背面金属。本发明通过改变IEGT器件发射极N+的Layout结构，增大了NPN晶体管发射极电阻，降低NPN管的电流增益，提高IEGT器件的抗闩锁能力。CN115985951ACN115985951A权利要求书1/1页1.一种增强抗闩锁特性的IEGT器件的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一、制备轻掺杂区熔单晶硅衬底片（100）；步骤二、在区熔单晶硅衬底片上进行P+注入并推进，形成IEGT的P型dummy区（200）；步骤三、在正面刻蚀沟槽（300），热生长牺牲氧化层，剥离后再次生长栅氧化层（301）；步骤四、在沟槽（300）中淀积多晶硅，完整填充沟槽，并回刻Si晶圆表面，形成IEGT的沟槽栅极；步骤五、正面离子注入硼B并热推进形成PBody区（400）；步骤六、正面离子注入砷As并热推进形成发射区（500）；步骤七、正面淀积由USG和BPSG构成的层间介质层（600）；步骤八、正面刻蚀接触孔（700），蚀刻体硅区域深度为发射区下方；步骤九、正面离子注入硼B和二氟化硼BF2，形成接触孔欧姆接触区域（800），并淀积金属（900）；步骤十、背面离子注入形成场截止FS层（101）；步骤十一、背面离子注入B形成集电区（102），并溅射背面金属（103）。2.根据权利要求1所述的一种增强抗闩锁特性的IEGT器件的制造方法，其特征在于：步骤三中，所述沟槽（300）的刻蚀位置是所述P型dummy区（200）的两侧。3.根据权利要求2所述的一种增强抗闩锁特性的IEGT器件的制造方法，其特征在于：步骤五中，所述PBody区位于沟槽（300）的P型dummy区相邻的另一侧。4.根据权利要求3所述的一种增强抗闩锁特性的IEGT器件的制造方法，其特征在于：步骤六中，所述发射区（500）位于PBody区（400）上方。5.根据权利要求4所述的一种增强抗闩锁特性的IEGT器件的制造方法，其特征在于：步骤七中，所述层间介质层（600）覆盖器件的全部上表面。6.根据权利要求5所述的一种增强抗闩锁特性的IEGT器件的制造方法，其特征在于：步骤八中，所述接触孔（700）位置为发射区上方且远离沟槽（300）。7.一种如权利要求1所述制造方法制得的增强抗闩锁特性的IEGT器件。2CN115985951A说明书1/3页一种增强抗闩锁特性的IEGT器件及其制造方法技术领域[0001]本发明属于功率半导体器件技术领域，具体涉及一种增强抗闩锁特性的IEGT器件及其制造方法。背景技术[0002]IEGT，即注入增强型IGBT器件（InjectionEnhancedinsulatedGatebipolarTransistor，IEGT），是通过发射极近表面层引入空穴积累区，以增发射机载流子（电子）注入效率的技术。[0003]在IEGT器件中，存在由发射极N+，Pbody区和N‑区和集电极构成的寄生NPNP晶闸管结构，在空穴电流很大或者开关过程集电极‑发射极电压上升速度过快等情况下，会引起Pbody/N+结开启，导致IEGT不能通过栅极来控制其关断，进而导致IGBT因过热而失效，即所谓的闩锁效应。[0004]图1是IEGT器件的等效电路图，为了防止IEGT器件发生闩锁效应，必须抑制寄生NPNP晶闸管结构中PNP晶体管和NPN晶体管的导通，通常采用降低二者共基极放大系数的方法。降低PNP晶体管共基极放大系数降低通常通过降低IEGT集电极的注入效率实现，但这会引起IEGT器件的通态压降