【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件设计及制造，特别是指一种igbt器件及制造方法。
技术介绍
1、半导体器件设计及制造
中，igbt是电力电子系统能量控制和转换的重要开关元器件之一，它的性能好坏直接影响着电力电子系统的转换效率、体积和重量。
2、电力电子器件性能始终是朝着更高的电流密度、更小的通态压降、更低关断损耗的方向发展。igbt产品的饱和压降vcesat、关断能耗eoff及集电极发射极击穿电压bvces参数都至关重要。
3、为了提升igbt产品的电流密度，igbt的原胞尺寸（pitch size）在不断缩小中，但是越小的igbt原胞尺寸，对igbt工艺和良率的影响会越大。
4、目前igbt产品已经发展到第七代，整体原胞尺寸缩小到1.6um，mesa（台面宽度或沟槽间距）是一个重要指标，mesa缩小到0.6um，进一步缩小对于工艺开发难度非常大，如何发展下一代igbt是行业发展的重点。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题在于提供一种igbt器件及其制造方法，通过瓶胆型的沟槽进一步降低器件的元胞尺寸（pitch size）,提高器件的性能。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种igbt器件制造方法：
3、提供一半导体衬底，所述的半导体衬底包含一正面以及与所述正面相对的背面；
4、在所述的半导体衬底的正面，利用光刻胶定义对所述的半导体衬底进行刻蚀，形成深度较浅的初段沟槽；
5、在所述
6、对所述的初段沟槽的底部继续向下进行刻蚀，形成横向宽度及纵向深度均大于初段沟槽的主体沟槽；所述初段沟槽与所述主体沟槽衔接处为肩部；所述初段沟槽与主体沟槽合并形成整体沟槽；对所述主体沟槽进行倒角刻蚀，使侧壁与底部及肩部的过渡更加平滑；
7、进行场氧化工艺，在所述主体沟槽的内壁及底部形成一层氧化硅层；所述主体沟槽内部形成氧化硅层的厚度大于初段沟槽的氧化硅层的厚度；
8、通过刻蚀去除初段沟槽内壁上的氮化硅层以露出氧化硅层，并将肩部的场氧化工艺形成的氧化硅层突起去除使表面过渡平滑；
9、在所述的整体沟槽的内部填充满多晶硅。
10、进一步地，所述的半导体衬底包含硅衬底、锗硅衬底、砷化镓衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底。
11、进一步地，所述的初段沟槽的刻蚀深度为1um±10%，初段沟槽内壁附着氧化硅层和氮化硅层后，初段沟槽的剩余宽度为2um±10%。
12、进一步地，所述的主体沟槽，刻蚀深度为5um±10%；向下刻蚀的同时向侧壁进行扩宽刻蚀，使主体沟槽的横向宽度大于初段沟槽的宽度，经过倒角之后最终形成的整体沟槽的剖面形状为瓶胆型。
13、进一步地，所述场氧化工艺形成的氧化硅层的厚度为0.5um±10%；初段沟槽的内壁最外侧由于氮化硅层的保护不形成氧化硅层。
14、进一步地，通过湿法刻蚀工艺去除初段沟槽内壁的氮化硅层，再通过干法刻蚀工艺去除肩部由于场氧化工艺形成突出的氧化硅层，使沟槽内壁过渡平滑。
15、进一步地，在所述的整体沟槽内填充满多晶硅后，后续工艺还包括：
16、在所述的半导体衬底的表层通过离子注入形成体区，再在所述的体区中初段沟槽的两侧进行离子注入形成所述igbt器件的源区；
17、在所述半导体衬底的正面沉积介质层，刻蚀并完成接触孔工艺，形成正面金属；
18、进行背面减薄工艺，完成离子注入并退火激活形成缓冲层，形成背面金属。
19、本专利技术提供的一种igbt器件，所述的igbt器件形成一半导体衬底中，在所述半导体衬底中包含一整体沟槽，所述整体沟槽由位于上部的宽度及深度相对较小的初段沟槽和位于下部的宽度及深度相对较大的主体沟槽组合而成，形成瓶胆型的整体沟槽；
20、所述整体沟槽的内壁及底部具有氧化硅层覆盖，然后填充满多晶硅；所述氧化硅层将填充的所述多晶硅与半导体衬底进行隔离。
21、进一步地，所述的主体沟槽的侧壁氧化硅层的厚度大于初段沟槽的侧壁的氧化硅层。
22、进一步地，所述的igbt器件还包含：初段沟槽的深度层次区域的半导体衬底中具有体区，所述体区中具有所述igbt器件的源区，位于初段沟槽的两侧；
23、所述半导体衬底表面覆盖一层介质层；接触孔穿越介质层与所述源区及体区接触引出至介质层表面的正面金属层；
24、所述半导体衬底的背面进行具有离子注入形成的缓冲层，背面金属层引出漏极。
25、本专利技术所述的igbt器件及其制造方法，通过将栅极沟槽设计成为上窄下宽的瓶胆型，进一步缩小沟槽之间的间距，能缩小igbt器件的元胞尺寸，提高器件的性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种IGBT器件的制造方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的IGBT器件制造方法，其特征在于：所述的半导体衬底包含硅衬底、锗硅衬底、砷化镓衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底。
3.如权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述的初段沟槽的刻蚀深度为1um±10%，初段沟槽内壁附着氧化硅层和氮化硅层后，初段沟槽的剩余宽度为2um±10%。
4.如权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述的主体沟槽，刻蚀深度为5um±10%；向下刻蚀的同时向侧壁进行扩宽刻蚀，使主体沟槽的横向宽度大于初段沟槽的宽度，经过倒角之后最终形成的整体沟槽的剖面形状为瓶胆型。
5.如权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述场氧化工艺形成的氧化硅层的厚度为0.5um±10%；初段沟槽的内壁最外侧由于氮化硅层的保护不形成氧化硅层。
6.如权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：通过湿法刻蚀工艺去除初段沟槽内壁的氮化硅层，再通过干法刻蚀工艺去除肩部由于场氧化工艺形成突出的氧化硅层，使沟槽内壁过渡平滑。<...
【技术特征摘要】
1.一种igbt器件的制造方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的igbt器件制造方法，其特征在于：所述的半导体衬底包含硅衬底、锗硅衬底、砷化镓衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底。
3.如权利要求1所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述的初段沟槽的刻蚀深度为1um±10%，初段沟槽内壁附着氧化硅层和氮化硅层后，初段沟槽的剩余宽度为2um±10%。
4.如权利要求1所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述的主体沟槽，刻蚀深度为5um±10%；向下刻蚀的同时向侧壁进行扩宽刻蚀，使主体沟槽的横向宽度大于初段沟槽的宽度，经过倒角之后最终形成的整体沟槽的剖面形状为瓶胆型。
5.如权利要求1所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述场氧化工艺形成的氧化硅层的厚度为0.5um±10%；初段沟槽的内壁最外侧由于氮化硅层的保护不形成氧化硅层。
6.如权利要求1所述的igbt...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘嘉，杨继业，卢烁今，许洁，张鹏，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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