[发明专利]绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法

说明书

本发明实施例提供一种绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法，属于芯片技术领域。所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法包括：在第一类材料衬底的正面形成所述IGBT的基础结构；在所述基础结构表面沉积第二类材料薄膜；在所述第二类材料薄膜表面沉积层间介质层薄膜，以形成待刻蚀结构；通过接触孔刻蚀工艺，并通过预选的对第三类材料和第二类材料具有高选择比的气体、及预选的对第二类材料和第一类材料具有高选择比的气体，对所述待刻蚀结构进行接触孔刻蚀，形成接触孔槽。本发明实施例可以提高单晶片内各区域的接触孔刻蚀深度均一性，并使得IGBT器件在抗闩锁性能上更加稳定。

技术领域

本发明涉及芯片技术领域，具体地涉及一种绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）芯片是由双极型三极管BJT和绝缘栅型场效应管MOS组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有金氧半场效晶体管MOSFET的高输入阻抗和电力晶体管GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

动态闩锁失效是IGBT芯片的常见失效现象，造成失效的原因是由于IGBT芯片在关断过程时电流下降较快，引起电压下降较快，同时引起较大空穴位移电流，P型基区电阻产生的压降大于0.7V，使得IGBT芯片中寄生的NPN晶体管导通，栅极失去控制失效，造成集电极的电流持续增大，芯片过热而失效。IGBT芯片之间这种抗闩锁能力差异比较大，影响产品性能稳定性。

为了提高IGBT芯片稳定的抗闩锁能力，常见的一种优化工艺是通过增加接触孔刻蚀 (Contact Etch)的深度，来增加P型基区电阻从而提高导通电压，来抑制寄生NPN导通。但该方法比较难保证单晶片内各位置的接触孔深度均一性，过深会影响器件性能或失效。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法，该绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法用于解决在接触孔刻蚀过程中，难以控制单晶片内接触孔槽深度均一的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法包括：在第一类材料衬底的正面形成所述IGBT的基础结构；在所述基础结构表面沉积第二类材料薄膜；在所述第二类材料薄膜表面沉积层间介质层薄膜，以形成待刻蚀结构；通过接触孔刻蚀工艺，并通过预选的对第三类材料和第二类材料具有高选择比的气体、及预选的对第二类材料和第一类材料具有高选择比的气体，对所述待刻蚀结构进行接触孔刻蚀，形成接触孔槽。

可选的，所述第一类材料为Si，所述第一类材料衬底为Si单晶片，所述二类材料为氮化硅SIN，所述第二类材料薄膜为SIN薄膜，所述第三类材料为SiO₂。

可选的，所述Si单晶片为N型单晶片。

可选的，所述IGBT的基础结构为trench MOS结构，所述在第一类材料单晶片的正面形成所述IGBT的基础结构包括：在所述第一类材料单晶片正面刻蚀深槽，并热生长栅氧化层；在所述栅氧化层上沉积Poly-Si层、P型体区、N型重掺杂区；通过IMP注入和退火，形成所述IGBT的基础结构。

可选的，在所述基础结构表面沉积第二类材料薄膜之前，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的制造方法还包括：清洗所述基础结构的表面。

可选的，所述第二类材料薄膜的厚度参数为200-300A。