改进栅控型功率器件安全工作区性能的自对准工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种改进栅控型功率器件安全工作区性能的自对准工艺，在进行重掺杂P型注入之前，在栅极端部向发射极接触孔的方向形成衬垫结构，然后以该衬垫结构作为阻挡进行重掺杂P型注入，重掺杂P型注入之后，去除衬垫结构。本发明专利技术能够通过调节氮化层沉积的时间、气体流量和压力等工艺参数来调节衬垫结构的宽度，从而能够将重掺杂P型区和栅极之间距离缩短至1um之内，从而能够大幅提高栅控型功率器件的安全工作区性能；本发明专利技术通过衬垫结构进行阻挡，不再需要光刻胶阻挡就能实现重掺杂P型注入的自对准，从根本上消除了发射极接触孔与栅极两层之间的光刻工艺对位存在的偏差对器件的影响；本发明专利技术工艺简单，有利于器件性能一致性的提高。

Self-alignment Technology for Improving the Performance of Safe Working Zone of Grid Controlled Power Devices

The invention discloses a self-alignment process for improving the performance of safe working area of grid-controlled power devices. Before heavy-doped P-type injection, a gasket structure is formed at the gate extreme in the direction of the emitter contact hole. Then heavy-doped P-type injection is carried out with the gasket structure as a barrier, and the gasket structure is removed after heavy-doped P-type injection. The invention can adjust the width of the liner structure by adjusting the deposition time, gas flow rate and pressure of the nitride layer, thereby shortening the distance between the heavily doped P-type area and the gate to within 1um, thereby greatly improving the performance of the safe working area of the gate-controlled power device; the invention can be realized by blocking the liner structure without photoresist blocking. The self-alignment of heavily doped P-type injection fundamentally eliminates the influence of the photolithography process offset between the emitter contact hole and the gate layer on the device; the process of the invention is simple, and is beneficial to the improvement of the device performance consistency.

【技术实现步骤摘要】
改进栅控型功率器件安全工作区性能的自对准工艺
本专利技术涉及栅控型功率器件，特别是涉及改进栅控型功率器件安全工作区性能的自对准工艺。
技术介绍
栅控型功率器件(如功率MOSFET和IGBT)是现代通用的电力半导体器件，主要应用于新能源、机车牵引、智能电网、高压变频器等领域。通过电力半导体器件对电能进行变换及控制，节能效果可达10％-40％。在全球气候变暖的背景下，栅控型功率器件应用技术是被公认的实现全球能效和二氧化碳减排目标的最佳综合性方法之一。现有技术中的栅控型功率器件在加工过程中，空穴电流流经重掺杂N型区下方，被发射极吸收。由于发射极和重掺杂N型区始终处于零电位，因此重掺杂N型区下方的P型区(P型区包括P型井和重掺杂P型区)会存在掺杂电阻，结合空穴电流，会导致重掺杂N型区与P型区之间存在电位差。当空穴电流增加时，特别是器件关断时，该电位差可能会大于0.7V，导致P/N节开启，器件闩锁，从而热击穿，引起器件失效。因此，现有技术对重掺杂P型区进行了改进，常规手段是通过发射极接触孔进行硼注入工艺。但是，由于发射极接触孔与栅极两层之间的光刻工艺对位存在偏差，为了确保重掺杂P型区不会影响器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.改进栅控型功率器件安全工作区性能的自对准工艺，其特征在于：在进行重掺杂P型注入之前，在栅极端部向发射极接触孔的方向形成衬垫结构，然后以该衬垫结构作为阻挡进行重掺杂P型注入，重掺杂P型注入之后，去除衬垫结构。

【技术特征摘要】
1.改进栅控型功率器件安全工作区性能的自对准工艺，其特征在于：在进行重掺杂P型注入之前，在栅极端部向发射极接触孔的方向形成衬垫结构，然后以该衬垫结构作为阻挡进行重掺杂P型注入，重掺杂P型注入之后，去除衬垫结构。2.根据权利要求1所述的改进栅控型功率器件安全工作区性能的自对准工艺，其特征在于：所述重掺杂P型注入之后，通过刻蚀的方式去除衬垫结构。3.根据权利要求2所述的改进栅控型功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，郑泽人，龚大卫，王玉林，
申请(专利权)人：扬州国扬电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32