[发明专利]一种高可靠性绝缘栅双极晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种高可靠性绝缘栅双极晶体管的制作方法，所述晶体管包括N型单晶硅衬底（4），所述衬底（4）上表面的P阱（15），P阱中的深度不小于P阱结深的隔离槽（10）及所述隔离槽（10）的槽底氧化层（11），两隔离槽间的浮空P阱（16），P阱（15）上表面的N+有源区（18），所述N+有源区（18）下方且与所述隔离槽相邻的P+浅阱区（17），位于所述N+有源区（18）和P阱（15）上表面的栅氧化层（19），所述位于两P阱（15）上表面之间的厚度大于栅氧化层（19）的颈区氧化层（5）的厚度，所述颈区氧化层（5）上表面依次设有二氧化硅层Ⅰ（6）、多晶硅层（20）和介质层（21），跨越N+有源区（18）、P+浅阱区（17）和相邻所述隔离槽（10）暴漏的发射极（22）和发射极接触孔槽（23）；于所述衬底（4）下表面依次设置的掺杂层（24）和集电极（25）；

其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：

（1）在N型单晶硅作衬底（4）上依次生长衬垫氧化层（3）和淀积氮化硅层Ⅰ（1）后涂光刻胶，进行第一次光刻暴露颈区；

（2）局域热氧化，加厚颈区氧化层（5）后去除表层氮化硅层Ⅰ（1）；

（3）依次淀积二氧化硅层Ⅰ（6）、氮化硅层Ⅱ（7）和二氧化硅层Ⅱ（8）后涂光刻胶进行第二次光刻，暴露隔离槽区，依次刻蚀二氧化硅层Ⅰ（6）、氮化硅层Ⅱ（7）、二氧化硅层Ⅱ（8）、衬垫氧化层（3）和衬底（4），形成隔离槽（10），去除光刻胶；

（4）淀积氮化硅层Ⅲ（9）后用干法刻蚀刻净表面及隔离槽（10）槽底的氮化硅；

（5）向下继续刻蚀单晶硅，形成第二次硅槽；进行局域热氧化，使槽底在纵向和横向上生长氧化层，以填充第二次硅槽，并使相邻的隔离槽（10）槽底氧化层（11）相连；

（6）涂光刻胶，进行第三次光刻，暴露出颈区不平整处，再刻蚀掉出颈区不平整处区域内最顶层的二氧化硅和氮化硅层，去除光刻胶；

（7）淀积二氧化硅层Ⅲ（12），回填隔离槽（10），以氮化硅层Ⅱ（7）为停止层进行化学机械抛光后去除氮化硅；

（8）第四次涂光刻胶，暴露出P阱区后用热氧化法在P阱区范围内生长离子注入屏蔽氧化层（14），然后进行硼离子注入，形成P阱掺杂，再进行高温推结，形成最终的P阱（15）；

（9）采用侧壁生长技术形成多晶硅侧壁，然后进行硼离子注入，形成P+浅阱区掺杂；再去除多晶硅侧壁，进行砷离子注入，形成N+源区掺杂；之后进行退火，使N+源区、P+浅阱区杂质激活，并形成杂质再分布；

（10）第五次涂光刻胶，暴露出栅氧区，并刻蚀掉该区内的二氧化硅，去胶；然后在热生长栅氧化层，之后淀积多晶硅层（20），并为多晶硅掺磷；

（11）第六次涂光刻胶，暴露出P阱区，并刻掉该区域内的多晶硅，去胶；

（12）淀积隔离介质层（21），然后进行第七次涂光刻胶，暴露出发射极接触孔槽（23），然后刻蚀隔离介质和硅，暴露出n+源区侧面以及P+浅阱区，并使发射极接触孔与隔离槽交叠部分的槽深不大于非交叠部分的槽深，之后去除光刻胶；

（13）生长铝金属发射极（22），后进行包含光刻和刻蚀的铝电极图形化工艺、合金工艺、钝化层生长及图形化工艺，最后进行背面处理，包括：背面减薄，背面离子注入形成背面掺杂层，退火以激活杂质，制作背面金属电极。

2.根据权利要求1所述一种高可靠性绝缘栅双极晶体管的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）中，900~1000℃温度下干氧氧化生长200-1000Å厚的衬垫氧化层（3）；淀积氮化硅Ⅰ（1）至500-1000Å厚。

3.根据权利要求1所述一种高可靠性绝缘栅双极晶体管的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述颈区氧化层（5）的厚度为0.5~2um；所述步骤（3）中，淀积所述二氧化硅层Ⅰ（6）至0.5~2um厚，淀积氮化硅层Ⅱ（7）至500~1000Å厚。

4.根据权利要求1所述一种高可靠性绝缘栅双极晶体管的制作方法，其特征在于：所述步骤（8）中，屏蔽氧化层（14）厚度为200-500Å，以1×10¹³~5×10¹⁴cm^-2的剂量和40~120kev的能量注入所述硼离子。