绝缘栅极双极性晶体管制造技术

绝缘栅极双极性晶体管包括：半导体基板、包含第一硅化合物的隔离区、包含第二硅化合物的高导热区、第一导电型的集极区与本体区、第二导电型的缓冲区、漂移区与至少一源极区。半导体基板具有在水平方向延伸的顶面与底面。高导热区具有底部与侧壁部。第二硅化合物具有比硅更高的热传导系数。集极区设置于高导热区上。缓冲区设置于集极区上。第二导电型与第一导电型相反。漂移区设置于缓冲区上。本体区设置于漂移区中。至少一源极区设置于本体区中。隔离区在水平方向环绕高导热区。隔离区在水平方向环绕高导热区。隔离区在水平方向环绕高导热区。

【技术实现步骤摘要】
绝缘栅极双极性晶体管


[0001]本揭露的实施例是关于一种电力电子装置，且特别是关于一种绝缘栅极双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistors，IGBTs)。

技术介绍

[0002]由于各种电子元件，例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等在集成密度上持续的改进，半导体工业经历了快速的成长。在集成密度上的改进大多来自于最小特征尺寸的重复缩减，其可以让更多的元件被整合在特定的面积内。
[0003]功率半导体装置是在电力电子中经常用作开关或整流器的半导体装置。功率半导体装置也称为功率装置，或者在用于集成电路(IC)时称为功率IC。功率半导体装置用于为耳机放大器提供低至几十毫瓦的系统中，并用于在高压直流传输线中提供高达约千兆瓦的系统中。一些常见的功率半导体装置为功率金属氧化物半导体场效晶体管(Metal
‑
Oxide
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Semiconductor Field
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Effect Transistors，MOSFETs)、功率二极管、晶体闸流管(thyristors)和绝缘栅极双极性晶体管(IGBTs)。

技术实现思路

[0004]本揭露的实施例的目的在于提出一种绝缘栅极双极性晶体管包括：半导体基板、包含第一硅化合物的隔离区、包含第二硅化合物的高导热区、第一导电型的集极区、第二导电型的缓冲区、第二导电型的漂移区、第一导电型的本体区以及第二导电型的至少一源极区。半导体基板具有在多个水平方向延伸的顶面与底面。高导热区具有底部与侧壁部。第二硅化合物具有比硅更高的热传导系数。集极区设置于高导热区上。缓冲区设置于集极区上。第二导电型与第一导电型相反。漂移区设置于缓冲区上。本体区设置于漂移区中。至少一源极区设置于本体区中。隔离区在所述多个水平方向环绕高导热区、集极区、缓冲区、漂移区、本体区以及至少一源极区。高导热区以及半导体基板的顶面密封集极区、缓冲区、漂移区、本体区以及至少一源极区。
[0005]本揭露的实施例的目的在于另提出一种绝缘栅极双极性晶体管包括：半导体基板、包含第一硅化合物的隔离区、包含第二硅化合物的高导热区、第一导电型的集极区、第二导电型的缓冲区、第二导电型的漂移区、第一导电型的本体区以及第二导电型的至少一源极区。半导体基板具有在多个水平方向延伸的顶面与底面。隔离区从底面延伸至顶面。高导热区具有底部与侧壁部。第二硅化合物具有比硅更高的热传导系数。集极区设置于高导热区上。缓冲区设置于集极区上。第二导电型与第一导电型相反。漂移区设置于缓冲区上。本体区设置于漂移区中。至少一源极区设置于本体区中。侧壁部在所述多个水平方向将集极区、缓冲区、漂移区、本体区以及至少一源极区与半导体基板隔开，且底部的背面是暴露的。
[0006]本揭露的实施例的目的在于另提出一种绝缘栅极双极性晶体管包括：半导体基板、高导热区、第一导电型的集极区、第二导电型的缓冲区、第二导电型的漂移区、第一导电
型的本体区以及第二导电型的至少一源极区。半导体基板具有在多个水平方向延伸的顶面与底面。高导热区具有底部与侧壁部。高导热区的侧壁部设置在半导体基板上。集极区设置于高导热区上。缓冲区设置于集极区上。漂移区设置于缓冲区上。本体区设置于漂移区中。至少一源极区设置于本体区中。高导热区以及半导体基板的顶面密封集极区、缓冲区、漂移区、本体区以及至少一源极区。
附图说明
[0007]结合附图，根据以下详细描述可以最好地理解本揭示内容的各态样。注意，根据行业中的标准实务，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论清楚起见，各种特征的尺寸可任意增加或减小。
[0008]图1A是根据一些实施例的示例性IGBT的剖视图；
[0009]图1B是根据一些实施例的图1A中所示的示例性IGBT的上视图；
[0010]图1C是根据一些实施例的图1A中所示的示例性IGBT的透视图；
[0011]图1D是根据一些实施例的另一示例IGBT的剖视图；
[0012]图2是根据一些实施例的用于制造IGBT的示例方法的流程图；
[0013]图3A是根据一些实施例的图2中所示的操作的示例的流程图；
[0014]图3B是根据一些实施例的图2中所示的操作的另一个示例的流程图；
[0015]图4是根据一些实施例的图2中所示的操作的示例的流程图；
[0016]图5A至图5T是说明在各个阶段使用图3A所示的示例操作制造的结构的剖视图；
[0017]图5U至图5W是说明在各个阶段使用图3B所示的示例操作制造的结构的剖视图；
[0018]图6A是根据一些实施例的示例性IGBT的剖视图；
[0019]图6B是根据一些实施例的图6A中所示的示例性IGBT的上视图；
[0020]图6C是根据一些实施例的图6A中所示的示例性IGBT的透视图；
[0021]图6D是根据一些实施例的另一示例IGBT的剖视图；
[0022]图7是根据一些实施例的图2中所示的操作的另一个示例的流程图；
[0023]图8是根据一些实施例的晶片的示意图。
[0024]【符号说明】
[0025]100,100',600,600':IGBT
[0026]102:半导体基板
[0027]104:二氧化硅层
[0028]104a,106a,108a,110a,506a,508a,510a,512a,514a,518a,520a:底部
[0029]104b:隔离区/侧壁部
[0030]106:高导热区
[0031]106b,108b,110b,506b,508b,510b,512b,514b,518b,520b:侧壁部
[0032]108:集极区
[0033]110:缓冲区
[0034]112:漂移区
[0035]114:本体区
[0036]116a,116b:源极区
[0037]118,118a,118b:射极电极
[0038]120,120a,120b:栅极介电结构
[0039]122,122a,122b:栅极电极
[0040]124a,124b:集极电极
[0041]190:顶面
[0042]192:底面
[0043]194:背面
[0044]200:方法
[0045]202,202a,202b,204,204a,204b,206,302,304,306,306',307',308,308',310,310',312,314,316,318,318',320,320',322,322',324,324',326,326',328,328',402,404,406,408,410,702,704,706,708,710,712,714:操作
[0046]502a,502h:第一遮罩图案
[0047]502b,502i:第二遮罩图案
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝缘栅极双极性晶体管，其特征在于，包括：一半导体基板，具有在多个水平方向延伸的一顶面与一底面；一隔离区；一高导热区，其中该高导热区具有一底部与一侧壁部；一第一导电型的一集极区，设置于该高导热区上；一第二导电型的一缓冲区，设置于该集极区上；该第二导电型的一漂移区，设置于该缓冲区上；该第一导电型的一本体区，设置于该漂移区中；及该第二导电型的至少一源极区，设置于该本体区中；其中该隔离区在所述多个水平方向环绕该高导热区、该集极区、该缓冲区、该漂移区、该本体区以及该至少一源极区；其中该高导热区以及该半导体基板的该顶面密封该集极区、该缓冲区、该漂移区、该本体区以及该至少一源极区。2.如权利要求1所述的绝缘栅极双极性晶体管，其特征在于，其中该侧壁部从该底部的周边向上延伸并到达该半导体基板的该顶面。3.如权利要求2所述的绝缘栅极双极性晶体管，其特征在于，其中该侧壁部与该底部定义一角度。4.如权利要求3所述的绝缘栅极双极性晶体管，其特征在于，其中该角度大于85度。5.如权利要求2所述的绝缘栅极双极性晶体管，其特征在于，其中该侧壁部与该底部定义一圆角。6.如权利要求5所述的绝缘栅极双极性晶体管，其特征在于，其中该圆角的一半径大于0.05μm。7.一种绝缘栅极双极性晶体管，其特征在于，包括：一半导体基板，具有在多个水平方向延伸的一顶面与一底面；一隔离区，其中该隔离区从该底面延伸至该顶面；一高导热区，其中该高导热区具有一底部与一侧壁部；一第一导电型的一集极区，设置于该高导热区上；一第二导电型的一缓冲区，设置于该集极区上；该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：林弘德，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：新型
国别省市：