[发明专利]IGBT器件的结构及工艺方法

权利要求书

1.一种IGBT器件结构，其特征在于：所述器件形成于半导体衬底中，在半导体衬底的剖视平面上，定义衬底具有上表面和下底面，与上表面和下底面的纵向垂直的水平方向为左右两侧；所述器件在纵向上，最下层也就是下底面为背面金属，背面金属上方为集电区，集电区上方为场终止层，场终止层上方为基区；在所述衬底的上表面的浅层为第一导电类型的体区，所述的体区中包含有多个等距排列的第二导电类型重掺杂区，所述第二导电类型重掺杂区位于体区的浅层；

多个平行的沟槽各穿过所述的重掺杂区以及体区，沟槽的底部位于基区中，沟槽内填充多晶硅层形成沟槽型栅极，所述衬底的上表面覆盖金属层；

所述的衬底中，靠近体区的基区中具有一层正面缺陷区，靠近场终止层的基区中具有一层背面缺陷区。

2.如权利要求1所述的IGBT器件结构，其特征在于：所述的基区为第二导电类型轻掺杂区。

3.如权利要求1所述的IGBT器件结构，其特征在于：所述的正面缺陷区为注入深度可控的氢离子注入层，通过正面缺陷区控制正面载流子寿命，电阻减小，加快电流上升到饱和区域，降低开通时间。

4.如权利要求1所述的IGBT器件结构，其特征在于：所述的背面缺陷区为注入深度可控的氢离子注入层，通过背面缺陷区控制背面载流子寿命，在IGBT器件关断时，电流迅速下降为零。

5.如权利要求1所述的IGBT器件结构，其特征在于：所述的第一导电类型为P型，第二导电类型为N型；或者是将前述定义变更为相反类型。

6.制造如权利要求1所述的IGBT器件结构的工艺方法，其特征在于：包含如下的工艺步骤：

第一步，提供一晶圆，在晶圆正面形成一层二氧化硅；

第二步，通过光刻及刻蚀工艺把需要腐蚀的区域打开；

第三步，刻蚀完沟槽后，在硅表面生长再一层氧化膜；

第四步，在氧化膜表面成长一层多晶硅层；

第五步，进行光刻胶涂布，曝光多晶硅图形，进行显影，带着光刻版进行刻蚀，形成多晶硅栅极；

第六步，在晶圆表面再生长一层绝缘膜；

第七步，进行光刻胶曝光及刻蚀工艺将接触孔区域刻蚀窗口打开；

第八步，绝缘膜刻蚀后，去除光刻胶，进一步进行接触孔刻蚀，并进行衬底刻蚀；

第九步，进行杂质离子注入，形成接触区；

第十步，进行互联金属的形成工艺，形成互联金属的金属膜层；

第十一步，进行金属膜层的光刻显影工艺，带着光刻胶进行湿法或干法腐蚀工艺，形成金属互联；

第十二步，进行钝化层的淀积；

第十三步，进行聚酰亚胺涂布,曝光显影后，形成聚酰亚胺保护层；

第十四步，对晶圆正面进行氢离子注入，形成正面缺陷区；

第十五步，对晶圆的背面进行减薄；

第十六步，对晶圆背面进行离子注入，再进行激活，形成背面阳极；

第十七步，对晶圆背面进行氢离子注入，形成背面缺陷区；

第十八步，对晶圆完整的进行炉管激活推阱，形成深度可控的正面缺陷区和背面缺陷区；

第十九步，对正面和背面局部区域形成寿命控制。

7.如权利要求6所述的IGBT器件结构的工艺方法，其特征在于：所述第一步中，二氧化硅层作为沟槽刻蚀的阻挡层，所述氧化硅层的厚度为1～2um，采用场氧工艺形成。

8.如权利要求6所述的IGBT器件结构的工艺方法，其特征在于：所述第三步中，所述的氧化膜作为栅氧化膜，采用超过1000摄氏度的高温炉管工艺形成，其厚度为800～1500Å。

9.如权利要求6所述的IGBT器件结构的工艺方法，其特征在于：所述第四步中，所述的多晶硅厚度为8000～15000Å。

10.如权利要求6所述的IGBT器件结构的工艺方法，其特征在于：所述第五步中，刻蚀形成的多晶硅的宽度为1-4um。