一种沟槽栅IGBT器件及其制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106783607A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611114728.2(22)申请日2016.12.07(71)申请人株洲中车时代电气股份有限公司地址412001湖南省株洲市石峰区时代路169号(72)发明人罗湘孙小虎杜龙欢唐云谭灿健(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人王宝筠(51)Int.Cl.H01L21/331(2006.01)H01L21/28(2006.01)H01L29/739(2006.01)H01L29/423(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称一种沟槽栅IGBT器件及其制作方法(57)摘要本申请提供一种沟槽栅IGBT器件及其制作方法，在得到沟槽后，形成第一栅氧层，填充第一多晶硅后，去掉部分第一多晶硅，仅保留沟槽底部的第一多晶硅，并去除沟槽侧壁上的第一栅氧层；再在所述沟槽内形成第二栅氧层，在第二栅氧层上再形成第二多晶硅层，第二多晶硅层在后续工艺中形成第二栅极，其中，第一栅氧层的厚度大于或等于所述第二栅氧层的厚度。由于本发明中在沟槽底部先形成第一栅氧层，再在沟槽侧壁上形成第二栅氧层，即将沟槽底部的栅氧层和沟槽侧壁上的栅氧层分离，通过两次栅氧工艺形成，使得第一栅氧层的厚度可以大于或等于第二栅氧层的厚度，从而对沟槽底部的栅氧层厚度进行优化，进而避免沟槽栅IGBT器件的栅极在沟槽底部被击穿。CN106783607ACN106783607A权利要求书1/2页1.一种沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底具有开口位于所述半导体衬底表面的沟槽，所述沟槽包括垂直于所述半导体表面的侧壁和与所述沟槽开口相对的底部；形成第一栅氧层，所述第一栅氧层覆盖所述沟槽的侧壁和底部；填充第一掺杂的第一多晶硅层，以填满所述沟槽；移除所述第一多晶硅层，保留所述沟槽底部的所述第一多晶硅层，所述第一多晶硅层形成第一栅极；移除所述沟槽侧壁上的所述第一栅氧层；形成第二栅氧层，所述第二栅氧层覆盖所述第一栅氧层、所述第一栅极和所述沟槽的侧壁；在所述沟槽内填充第二掺杂的第二多晶硅层，以填满所述沟槽；刻蚀所述第二多晶硅层形成第二栅极；其中，所述第一栅氧层的厚度大于或等于所述第二栅氧层的厚度。2.根据权利要求1所述的沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述半导体衬底为单晶硅衬底、外延硅衬底、硅锗衬底或化合物半导体衬底。3.根据权利要求1所述的沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，在所述形成第一栅氧层之前还包括：在所述沟槽内生长一层牺牲氧化层；去除所述牺牲氧化层。4.根据权利要求3所述的沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述去除所述牺牲氧化层包括：采用湿法刻蚀工艺去除所述牺牲氧化层。5.根据权利要求4所述的沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述牺牲氧化层的厚度范围为包括端点值。6.根据权利要求1所述的沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述形成第一栅氧层包括：采用热氧化工艺形成所述第一栅氧层；所述形成第二栅氧层包括：采用热氧化工艺形成所述第二栅氧层。7.根据权利要求6所述的沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述热氧化工艺采用水平炉管或立式炉管进行。8.根据权利要求7所述的沟槽栅IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述热氧化工艺采用的氧化温度范围为700℃-1200℃，包括端点值。9.一种沟槽栅IGBT器件，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述的沟槽栅IGBT器件制作方法制作形成，所述沟槽栅IGBT器件包括：半导体衬底；开口位于所述半导体衬底表面上的沟槽，所述沟槽包括垂直于所述半导体表面的侧壁和与所述沟槽开口相对的底部；2CN106783607A权利要求书2/2页覆盖所述沟槽底部的第一栅氧层；位于所述第一栅氧层背离所述沟槽底部的表面，且填充所述沟槽底部的第一栅极；位于所述沟槽内，且覆盖所述第一栅极、所述第一栅氧层以及所述沟槽侧壁的第二栅氧层；位于所述第二栅氧层形成的沟槽内的第二栅极；其中，所述第一栅氧层的厚度大于或等于所述第二栅氧层的厚度。10.根据权利要求9所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述沟槽的深度为2μm-20μm，包括端点值；沟槽开口宽度为1μm-10μm，包括端点值。11.根据权利要求10所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述第一栅氧层的厚度范围为包括端点值。12.根据权利要求10所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述第二栅氧层的厚度范围为包括端点值。13.根据权利要求9所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述半导体衬底为单晶硅衬底、外延硅衬底、硅锗衬底或化合物半导体衬底。14.根据权利要求9所