[发明专利]横向绝缘栅双极型晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种横向绝缘栅双极型晶体管，包括衬底、衬底上的阳极端和阴极端，以及位于阳极端与阴极端之间的漂移区和栅极，其特征在于，所述阳极端包括衬底上的N型缓冲区，所述N型缓冲区内的P阱，所述P阱内的N+区，位于所述N+区上方的被所述P阱部分包围的沟槽，所述沟槽内的多晶硅，所述沟槽两侧的P+结，以及所述P+结两侧的N+结；所述阳极端还包括所述沟槽内表面的氧化层，所述氧化层包括位于沟槽侧壁的氧化膜和位于沟槽底部两侧的侧墙结构，所述沟槽底部的中部存在氧化层空缺使得所述多晶硅直接与下方的所述N+区接触。

2.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述沟槽为底部窄且顶部宽的由下向上逐渐变宽形成坡度的结构。

3.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述N型缓冲区的掺杂浓度小于所述P阱的掺杂浓度，所述P阱的掺杂浓度小于所述P+结和N+结的掺杂浓度。

4.根据权利要求3所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述N型缓冲区的掺杂浓度为2E¹⁵～5E¹⁵cm^-3，所述P阱的掺杂浓度为4E¹⁷～8E¹⁷cm^-3，所述P+结和N+结的掺杂浓度为5E²⁰～10E²⁰cm^-3。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述横向绝缘栅双极型晶体管为绝缘体上硅型横向绝缘栅双极型晶体管，所述横向绝缘栅双极型晶体管还包括位于衬底和漂移区之间的埋氧层，所述衬底为P型衬底，所述漂移区为N型漂移区。

6.一种横向绝缘栅双极型晶体管的制造方法，包括：

向硅晶圆注入N型离子，并推阱形成N型缓冲区；

在所述硅晶圆表面淀积硬掩膜层，并使用光刻胶进行沟槽光刻和刻蚀，将所述硬掩膜层刻蚀出沟槽窗口；

刻蚀所述沟槽窗口下方的硅，形成沟槽；

进行衬垫氧化，在所述沟槽的内表面形成衬垫氧化层；所述衬垫氧化层在沟槽侧壁的厚度大于在沟槽底部的厚度；

向所述沟槽窗口内注入P型离子，离子穿过所述氧化层在所述沟槽周围的N型缓冲区内形成P阱；

在所述沟槽内淀积氧化层，刻蚀后在沟槽侧壁形成氧化膜、在沟槽底部两侧形成侧墙结构、并在沟槽底部的中部形成氧化层空缺；

向所述沟槽内注入N型离子，在所述氧化膜和侧墙的阻挡下通过自对准注入形成N+区；

在所述沟槽内淀积多晶硅，所述多晶硅通过所述氧化层空缺直接与下方的所述N+区接触，刻蚀后将所述硬掩膜层剥除；

对所述P阱和所述N+区进行退火；

通过光刻和刻蚀在所述沟槽的两侧形成P+结、在所述P+结的两侧形成N+结。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜层为氮化硅层。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述沟槽内淀积氧化层，刻蚀后在沟槽侧壁形成氧化膜、在沟槽底部两侧形成侧墙结构的步骤，是以正硅酸乙酯为反应剂进行化学气相淀积，并进行各向异性刻蚀。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述沟槽内淀积多晶硅的步骤之前、所述向所述沟槽内注入N型离子的步骤之后，还包括进行氧化层漂洗的步骤。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述向所述沟槽窗口内注入P型离子，离子穿过所述氧化层在所述沟槽周围的N型缓冲区内形成P阱的步骤中，是进行多次注入，以获得变化更缓的掺杂浓度梯度。