具有p埋层的纵向沟道SOI LIGBT器件单元的制作方法

摘要

本发明涉及一种具有p埋层的纵向沟道SOI LIGBT器件单元的制作方法。现有方法制作的SOI LIGBT器件在高温、大电流环境下急剧退化甚至失效。本发明方法采用具有隐埋p型层的SOI材料制作纵向沟道SOI LIGBT器件，纵向耐压主要靠具有逆向杂质浓度分布的p型隐埋层和具有正向杂质浓度分布的n型顶层半导体形成的反向偏置pn结耗尽层承担，通过十次刻蚀以及七次氧化制作出具有p埋层的纵向沟道SOI LIGBT器件单元。本发明方法有效降低器件通态电阻、通态压降和通态功耗，提高器件通态电流和工作效率，并显著改善SOI LIGBT器件的性能，提高器件可靠性。

主权项

具有p埋层的纵向沟道SOI LIGBT器件单元的制作方法，其特征在于该方法的具体步骤是：步骤(1)采用厚膜SOI圆片，中间薄的隐埋绝缘层将半导体衬底与隐埋p型层完全隔离，隐埋p型层的上表面被n型顶层半导体完全覆盖；其中，隐埋p型层具有逆向杂质浓度分布，n型顶层半导体用于制作器件和电路；步骤(2)将抛光好的n型顶层半导体经第一次氧化、第一次氮化、第一次刻蚀形成隔离区窗口，将隔离区中的n型顶层半导体采用深槽隔离技术去除，形成隔离绝缘层与隐埋绝缘层结合为一体的隔离氧化层，将n型顶层半导体隔离为多个硅岛；步骤(3)将n型顶层半导体进行第二次氧化、第二次刻蚀形成漏极沟槽区，然后去除漏极沟槽区刻蚀窗口外的光刻胶和氧化层，并洗净烘干；步骤(4)将n型顶层半导体进行第三次氧化、第三次刻蚀形成缓冲区掺杂窗口，在缓冲区掺杂窗口内通过离子注入方法掺入n型杂质，缓冲区掺杂窗口内的掺入n型杂质的顶层半导体区域作为n型缓冲区；将n型顶层半导体表面氧化层全部去除，洗净烘干；步骤(5)将n型顶层半导体进行第四次氧化、第四次刻蚀形成深沟槽，然后采用腐蚀方法去除光刻胶并洗净烘干；对深沟槽的内壁进行第五次氧化，采用腐蚀方法去除深沟槽内壁表面的氧化层以消除机械损伤，清洗烘干；步骤(6)对裸露的硅表面进行第六次氧化，深沟槽内壁上形成的氧化层作为纵向栅介质薄膜，顶层半导体上表面和漏极沟槽区侧壁也被氧化层覆盖；然后采用化学气相淀积方法进行多晶硅淀积形成纵向多晶硅栅，采用化学机械抛光方法实现顶层半导体上表面平坦化，洗净烘干；步骤(7)对n型顶层半导体进行第七次氧化，第五次刻蚀，形成多晶硅栅掺杂窗口，在多晶硅栅掺杂窗口内进行离子注入形成重掺杂的n型多晶硅，去除n型顶层半导体表面绝缘层，洗净烘干；步骤(8)对n型顶层半导体进行第六次刻蚀，形成p阱掺杂窗口和p阳极区掺杂窗口，然后进行离子注入并高温退火推进形成与n型顶层半导体导电类型相反的p阱区和位于缓冲区之内的p阳极区；步骤(9)进行第七次刻蚀，形成p阱区内的源极区掺杂窗口，同时形成p阳极区之内的阳极短路点掺杂窗口，进行n型重掺杂并退火形成n+源区和贯穿p型阳极区的n+阳极短路点；步骤(10)进行第八次刻蚀形成p阱区p+欧姆接触掺杂窗口和p阳极区欧姆接触掺杂窗口，并进行p+重掺杂和快速退火形成这两种区域的p+欧姆接触重掺杂，导电类型与p阱区的相同；步骤(11)对顶层半导体的上表面和深沟槽内壁表面进行第九次刻蚀，形成栅极和栅场板电极窗口，阴极和阴极场板电极窗口，阳极和阳极场板电极窗口，接着进行金属薄膜生长或淀积，并进行第十次刻蚀形成金属电极引线、金属场板、金属互连线和压焊点；步骤(12)淀积钝化层，刻蚀金属压焊点接触窗口，进行引脚压焊及封装。