耐压IGBT器件及其沟道推进方法和栅极制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115662896A(43)申请公布日2023.01.31(21)申请号202211345231.7(22)申请日2022.10.31(71)申请人上海积塔半导体有限公司地址201208上海市浦东新区中国（上海）自由贸易试验区临港新片区云水路600号(72)发明人张洁刘东栋梅佳(74)专利代理机构北京清大紫荆知识产权代理有限公司11718专利代理师黄贞君郑纯(51)Int.Cl.H01L21/331(2006.01)H01L29/739(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称耐压IGBT器件及其沟道推进方法和栅极制备方法(57)摘要本发明提供了一种耐压IGBT器件及其沟道推进方法和栅极制备方法。使用该沟道推进方法制备IGBT器件时，在干法刻蚀N型掺杂多晶层后，使用炉管工艺执行P阱推进形成沟道，工艺中通过调整炉管中各片晶圆之间间距，使晶圆之间的距离增加至原有工艺的至少2倍距离，并且进炉过程的氮气保护氛围中提供氧气，使得晶圆的正面形成氧化层，结合增加晶圆之间的距离和增加氧化层这两种方式，减小在P阱推进时受到相邻晶圆N型杂质掺杂的影响，从而避免器件耐压失效，提高晶圆的良率，良率稳定性收敛更好，提升器件产品的可靠性。CN115662896ACN115662896A权利要求书1/1页1.一种耐压IGBT器件的沟道推进方法，其特征在于，在干法刻蚀N型掺杂多晶层后，使用炉管工艺执行P阱推进形成所述沟道；其中，炉管中晶片被设置为至少相距4.76mm，且在炉管工艺的进炉过程中，同时提供氧气和氮气，以使晶圆正面形成氧化保护层。2.根据权利要求1所述的耐压IGBT器件的沟道推进方法，其特征在于，所述进炉过程中的氧气与氮气的供给速度比为6:5。3.根据权利要求2所述的耐压IGBT器件的沟道推进方法，其特征在于，所述氧气的供给速度为18升/分钟，所述氮气的供给速度为15升/分钟。4.根据权利要求1所述的耐压IGBT器件的沟道推进方法，其特征在于，在所述进炉过程和低温氧化过程之间的升温过程中持续提供氧气和氮气。5.根据权利要求4所述的耐压IGBT器件的沟道推进方法，其特征在于，所述升温过程中的氧气和氮气供给速度相同。6.根据权利要求5所述的耐压IGBT器件的沟道推进方法，其特征在于，所述升温过程中的氧气供给速度和氮气供给速度均为15升/分钟。7.根据权利要求1所述的耐压IGBT器件的沟道推进方法，其特征在于，在1150摄氏度进行90分钟的炉管工艺以形成所述沟道。8.一种IGBT器件栅极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：使用炉管工艺，生长栅氧化层，然后淀积多晶硅层；使用炉管工艺进行POCl3掺杂，为所述多晶硅层掺磷；光刻构成预设图案；暴露出P阱区域，干法刻蚀该区域内的所述多晶硅层，去胶；使用如权利要求1至7中任意一项所述的沟道推进方法形成沟道。9.根据权利要求8所述的IGBT器件栅极制备方法，其特征在于，所述栅氧化层的生长厚度为1000埃，和/或，所述多晶硅层的淀积厚度为10000埃。10.一种IGBT耐压器件，其特征在于，所述IGBT耐压器件采用如权利要求8或9所述的IGBT器件栅极制备方法制作，其耐压大于1250伏。2CN115662896A说明书1/5页耐压IGBT器件及其沟道推进方法和栅极制备方法技术领域[0001]本说明书涉及半导体技术领域，具体涉及一种耐压IGBT器件及其沟道推进方法和栅极制备方法。背景技术[0002]在半导体的生产过程中，IGBT的P阱工艺主要是形成MOS管子的沟道区域，可以采用炉管推进工艺,该P‑型深结区域对器件的耐压性能非常关键，如果其中混有N型的杂质掺杂，很容易引起IGBT的耐压偏低，从而导致器件失效。在工艺制程中，由于晶圆的正背面均淀积有掺杂的N型浓掺杂的多晶硅，在采用P阱推进工艺时，由于晶圆依次同向排列，后一片晶圆的正面对着前一片晶圆的背面，前一片背面的N型杂质扩散出来影响后一片的正面，使得P阱推进时有N型掺杂，所制器件的耐压值大幅降低至设计标准以下，器件漏电，使得器件失效，影响晶圆的良率表现，在晶圆的边缘位置的器件失效情况尤其严重。发明内容[0003]有鉴于此，本说明书实施例提供一种耐压IGBT器件及其沟道推进方法和栅极制备方法。其中的沟道推进方法，能够提高晶圆良率，降低制成器件的耐压失效率，提高器件的可靠性。[0004]本说明书实施例提供以下技术方案：[0005]一种耐压IGBT器件的沟道推进方法，在干法刻蚀N型掺杂多晶层后，使用炉管工艺执行P阱推进形成所述沟道；[0006]其中，炉管中晶片被设置为至少相距4.76mm，且在炉管工艺的进炉过程中，同时提供氧气和氮气，以使晶圆正面形成氧化保