绝缘栅功率半导体装置以及用于制造这种装置的方法制造方法及图纸

绝缘栅功率半导体装置(1)具有发射极侧(22)与集电极侧(27)之间的(n‑)掺杂漂移层(5)。沟槽栅电极(7)具有沟槽底部(76)和沟槽横向侧(75)，并且延伸到沟槽深度(77)。p掺杂第一保护枕(8)覆盖沟槽底部(76)。n掺杂第二保护枕(9)在其沟槽横向侧(75)处环绕沟槽栅电极(7)。第二保护枕(9)在第一深度(90)(其是沟槽深度(77)的至少一半)中具有最大掺杂浓度，其中第二保护枕的掺杂浓度朝发射极侧(22)从最大掺杂浓度降低到不超过最大掺杂浓度的一半的值。n掺杂增强层(95)在第二深度(97)(其比第一深度(90)低)中具有最大掺杂浓度，其中掺杂浓度在第二深度(97)与第一深度(90)之间具有局部掺杂浓度最小数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝缘栅功率半导体装置以及用于制造这种装置的方法
本专利技术涉及功率电子学领域，以及更具体来说涉及根据独立权利要求1所述的用于制造绝缘栅功率半导体装置的方法或者涉及同样根据独立权利要求8的导言所述的装置。
技术介绍
图1中示出如从EP0795911A2已知的现有技术绝缘栅双极晶体管(IGBT)。现有技术装置包括有源单元，其中不同导电类型的层按照下列顺序处于发射极侧22上的发射极电极2和与发射极侧22相对的集电极侧27上的集电极电极25之间：(n+)掺杂源极层3、p掺杂基极层4(其接触发射极电极25)、n掺杂增强层95、(n-)掺杂漂移层5、(n+)掺杂缓冲层55和p掺杂集电极层6。沟槽栅电极7布置在发射极侧22上，发射极侧22包括栅极层70和第一电绝缘层72，其包围并且因而将栅极层70与漂移层5、基极层4和源极层3分隔。第二绝缘层74布置在栅极层70与发射极电极2之间。沟槽栅电极7从发射极侧22一直延伸到布置了沟槽底部76的沟槽深度77，其具有从沟槽底部76延伸到发射极侧22的沟槽横向侧75。p掺杂第一保护枕（pillow）8覆盖沟槽底部76。如在EP0795911A2中所述，通过首先本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造绝缘栅功率半导体装置(1)的方法，所述方法包括下列步骤：(a) 提供具有第一侧(23)以及与所述第一侧(23)相对的第二侧(28)的第一导电类型的衬底(10)，在最终装置中具有未修正掺杂浓度的衬底(10)的这种部分形成漂移层(5)，其中在所述最终装置中所述第一侧(23)形成发射极侧(22)，并且所述第二侧(28)形成集电极侧(27)，(b) 在所述第一侧(23)上，在所述衬底(10)中形成一直到第一深度(90)的凹槽(80)，所述凹槽(80)具有横向侧(83)和第一底部(84)，其是沟槽深度(77)的至少一半，(c) 在所述第一底部(84)处施加所述第一导电类型的掺杂剂，(d) 执...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.27 EP 15152658.9;2015.02.25 EP 15156536.31.一种用于制造绝缘栅功率半导体装置(1)的方法，所述方法包括下列步骤：(a)提供具有第一侧(23)以及与所述第一侧(23)相对的第二侧(28)的第一导电类型的衬底(10)，在最终装置中具有未修正掺杂浓度的衬底(10)的这种部分形成漂移层(5)，其中在所述最终装置中所述第一侧(23)形成发射极侧(22)，并且所述第二侧(28)形成集电极侧(27)，(b)在所述第一侧(23)上，在所述衬底(10)中形成一直到第一深度(90)的凹槽(80)，所述凹槽(80)具有横向侧(83)和第一底部(84)，其是沟槽深度(77)的至少一半，(c)在所述第一底部(84)处施加所述第一导电类型的掺杂剂，(d)执行加热步骤，使得所述第一导电类型的所述掺杂剂扩散到所述衬底(10)中，使得第一导电掺杂浓度朝所述第一侧(23)从最大掺杂浓度降低到不超过所述最大掺杂浓度的一半的值，(e)从所述衬底(10)在所述凹槽(80)中去除材料，使得所述凹槽的深度一直增加到沟槽深度(77)，其中所述凹槽具有第二底部(85)，其中所述凹槽的所述横向侧(83)形成沟槽横向侧(75)，并且所述第二底部(85)形成沟槽底部(76)，其中所述第一导电类型的所述掺杂剂在步骤(d)扩散到其中的剩余区域形成第二保护枕(9)，(f)在步骤(e)之后在所述第二底部(85)处施加与所述第一导电类型不同的第二导电类型的掺杂剂，(g)通过扩散所述第二导电类型的所述掺杂剂来形成第一保护枕(8)，使得所述第一保护枕(8)覆盖所述第二底部(85)，(h)在所述第一侧(23)上形成所述第二导电类型的基极层(4)和所述第一导电类型的源极层(3)，(i)在步骤(g)之后在所述凹槽(80)中形成第一电绝缘栅极层(70)，并且采用导电材料来填充所述凹槽(80)，由此形成所述栅极层(70)，其中沟槽栅电极(7)包括所述栅极层(70)和所述第一绝缘层(70)，(j)形成所述第一侧(23)上的发射极电极(2)和所述第二侧(28)上的集电极电极(25)，所述发射极电极（2）接触所述基极层(4)和所述源极层(3)，其特征在于(k)形成所述第一导电类型的增强层(95)，其在步骤(h)中或之前在所述最终装置中将所述基极层(4)与所述漂移层(5)分隔，其中所述增强层(95)在第二深度(97)中具有最大掺杂浓度，所述第二深度（97）比所述第一深度(90)低，并且其中所述掺杂浓度在所述第二深度(97)与所述第一深度(90)之间具有局部掺杂浓度最小数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二保护枕(9)的所述最大掺杂浓度在所述最终装置中高于所述增强层(95)的所述最大掺杂浓度。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二保护枕(9)的所述最大掺杂浓度是所述增强层(95)的所述最大掺杂浓度的至少两倍。4.如权利要求1至3中的任何所述的方法，其特征在于，所述局部掺杂浓度最小数在所述最终装置中最多是所述增强层(95)的所述最大掺杂浓度的一半。5.如权利要求1至4中的任何所述的方法，其特征在于，在步骤(g)之后执行步骤(h)。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：L德米奇伊里斯，C科瓦斯塞，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH