JP6966646B2 - 絶縁ゲートバイポーラトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体製造分野に関し、特に絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)の構造に関し、さらに絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法に関する。
従来のIGBTは、コレクタが下にある垂直構造であるが、集積工程に適用する必要がある場合、いかにして基板から正面に引き出すかが難題となっていた。
本願にかかる各実施例は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタおよびその製造方法を提供する。
基板と、前記基板上に設けられ、下向きに延在する第1のトレンチが表面に設けられた第1の導電型ベースと、第1の導電型を有し、前記第1の導電型ベース内において、前記第1のトレンチの両側に設けられた第1の導電型バッファ領域と、第2の導電型を有し、前記第1の導電型ベース内において、前記第1のトレンチの両側に設けられたコレクタドーピング領域と、第2の導電型を有し、前記第1のトレンチが下向きに延在する第2の導電型ベースと、前記第1のトレンチの内面に設けられたゲート酸化層と、前記ゲート酸化層の内側に位置し、前記第1のトレンチ底部および側壁の一部の領域に充填される多結晶シリコンゲートと、第1の導電型を有し、前記第2の導電型ベース内で、前記多結晶シリコンゲートの間において第1のトレンチの下部に設けられたエミッタドーピング領域と、前記第1のトレンチの上方から下向きに延在し、前記エミッタドーピング領域を貫通してから、前記第2の導電型ベースと接触する導電プラグと、前記第1のトレンチ内において、前記導電プラグと多結晶シリコンゲートの間に充填され、前記多結晶シリコンゲートを覆い、前記多結晶シリコンゲートと前記エミッタドーピング領域とを絶縁分離する絶縁酸化層と、を含む、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
第1の導電型ベースが基板上に形成されたウエハを提供するステップS110と、下向きに延在する第1のトレンチを含むトレンチを前記第1の導電型ベースの表面に設けるステップS120と、前記第1のトレンチの内面にゲート酸化層を形成するステップS130と、前記第1のトレンチを埋めるように前記第1のトレンチ内に多結晶シリコンを充填するステップS140と、前記多結晶シリコンを所定の厚さまでエッチングし、前記所定の厚さの多結晶シリコン層を前記第1のトレンチの底部に形成するステップS150と、前記多結晶シリコン層の表面および前記第1のトレンチの側壁に第1の絶縁酸化層を形成するステップS160と、前記第1の絶縁酸化層および前記多結晶シリコン層を下向きにエッチングし、前記第1のトレンチの底部を露出させ、前記第1トレンチの前記側壁の多結晶シリコン層および第1の絶縁酸化層を保留するステップS170と、前記第1のトレンチの下方に第2の導電型ベースを形成し、前記第2の導電型ベース内に第1の導電型のエミッタドーピング領域を形成するステップS180と、前記多結晶シリコン層と前記エミッタドーピング領域とを絶縁分離するように前記第1のトレンチ内に第2の絶縁酸化層を形成するステップS190と、第1の導電型バッファ領域、コレクタドーピング領域、および導電プラグを形成するステップS210と、を含み、前記第1の導電型および第2の導電型は逆の導電型である、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法。
本願の1つのまたは複数の実施例の詳細は、次の図面および記述において提出する。本願のその他の特徴、目的および効果は、明細書、図面および特許請求の範囲から明らかとなる。
1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの断面構造模式図 1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法のフローチャート 1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法を採用して絶縁ゲートバイポーラトランジスタを製造する各中間ステップ完了後の素子の断面構造模式図 1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法を採用して絶縁ゲートバイポーラトランジスタを製造する各中間ステップ完了後の素子の断面構造模式図 1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法を採用して絶縁ゲートバイポーラトランジスタを製造する各中間ステップ完了後の素子の断面構造模式図 1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法を採用して絶縁ゲートバイポーラトランジスタを製造する各中間ステップ完了後の素子の断面構造模式図 1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法を採用して絶縁ゲートバイポーラトランジスタを製造する各中間ステップ完了後の素子の断面構造模式図 1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法を採用して絶縁ゲートバイポーラトランジスタを製造する各中間ステップ完了後の素子の断面構造模式図。 1つの実施例における図2で示す方法のステップS210のサブステップのフローチャート
本発明を理解しやすいように、次に、関連図面を参照して、本発明についてさらに全面的な説明を行う。図面において、本発明の好ましい実施例を提案する。ただし、本発明は、多くの異なる形式によって実現することができ、本文に記載された実施例に限られない。逆に、これらの実施例を提供する目的は、本発明の開示内容をさらに詳細で全面的なものにすることである。
別段の定義がある場合を除き、本文で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明の当業者が通常理解する意味と同じである。本文中の本発明の明細書において使用される用語は、具体的な実施例を記述する目的のためのものに過ぎず、本発明を限定することを意図したものではない。本文で使用される用語「および/または」は、一つまたは複数個の列記された関連する項目の任意のすべての組み合わせを含む。
本明細書で用いられる半導体分野の用語は、当業者が常用する技術用語であり、例えば、P型およびN型不純物については、ドーピング濃度を大体区別するため、「P+型」で高ドーピング濃度のP型を表し、「P型」で中ドーピング濃度のP型を表し、「P−型」で低ドーピング濃度のP型を表し、「N+型」で高ドーピング濃度のN型を表し、「N型」で中ドーピング濃度のN型を表し、「N−型」で低ドーピング濃度のN型を表す。
図1は、1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの断面構造模式図であり、基板10と、第1の導電型ベース20と、第2の導電型ベース22と、エミッタドーピング領域24と、コレクタドーピング領域26と、多結晶シリコンゲート40と、ゲート酸化層32と、絶縁酸化層34と、導電プラグ50と、を含む。本実施例において、基板10はシリコン基板である。
第1の導電型ベース20は、基板10上に設けられる。第2の導電型ベース22まで下向きに延在する少なくとも1つの第1のトレンチ(図1では図示せず)が、第1の導電型ベース20の表面に設けられる。ゲート酸化層32は、第1のトレンチの内面に設けられ、第1のトレンチ底部の側壁に近い領域に、多結晶シリコンゲート40が充填され、断面図(図1)では、第1のトレンチ底部の両側として示され、ゲート酸化層32上に位置する。エミッタドーピング領域24は、第1の導電型を有し、第2の導電型ベース22内に設けられ、第1のトレンチは、多結晶シリコンゲート40の間の部分の下方に位置する。導電プラグ50は、第1のトレンチの上方から下向きに延在し、エミッタドーピング領域24を貫通してから、第2の導電型ベース22と接触する。絶縁酸化層34は、第1のトレンチ内において、導電プラグ50と多結晶シリコンゲート40との間に充填され、第1のトレンチ内の余剰空間を埋め、多結晶シリコンゲート40を覆い、多結晶シリコンゲート40をエミッタドーピング領域24と絶縁分離する。絶縁酸化層34は、例えば、後述する第1の絶縁酸化層および第2の絶縁酸化層のように、製造プロセスにおいて複数回で生成した酸化層またはその一部で構成され得る。
コレクタドーピング領域26は、第1の導電型を有し、第1のトレンチの外に、エミッタドーピング領域24の斜め上方に設けられ、1つの実施例では、第1の導電型ベース20内に設けられる。本実施例において、第1の導電型はN型、第2の導電型はP型であり、それに対応して、第2の導電型ベース22はPウェルであり、第1の導電型ベース20は高圧Nウェルである。他の実施例において、第1の導電型がP型、第2の導電型がN型であってもよい。
上記絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、ゲート端をディープトレンチ工程で素子内部に埋め込み、垂直方向のチャネル領域を形成し、高圧素子に必要な横方向の寸法(pitch)を最大限に低下させることができる。ドリフト領域(Drift)の寸法が大きいほど、節約される寸法が大きくなる。また、コレクタが下にある従来のIGBT構造に比べて、この構造においてコレクタが上にあるため、素子のゲート、コレクタ、エミッタをいずれも正面から引き出すことができ、引き出しがさらに便利であり、従来のアイソレーション構造工程(例えばSTI)を適用することができる。
1つの実施例において、絶縁酸化層34の材質は酸化ケイ素である。
1つの実施例において、導電プラグ50の材質は金属である。別の実施例において、導電プラグ50の材質は合金である。もう1つの実施例において、導電プラグ50の材質は、金属と金属窒化物とを含む。導電プラグ50を設けることは、フィンガー状の金属ヒートシンクを素子内部に挿入することに相当し、このような放熱の経路を素子内部に垂直に深く入れることにより、熱エネルギーの放出を効率的に行うことができ、熱エネルギーの散逸を大幅に増加させることができるため、素子の熱的絶縁破壊特性が改善される。
図1に示す実施例では、コレクタドーピング領域26と第1のトレンチとの間に、さらにアイソレーション構造36が設けられている。アイソレーション構造36は、第1のトレンチをエッチングする際にハードマスクとして用いられ、具体的には、フォトリソグラフィ後にまずアイソレーション構造(酸化ケイ素)のエッチングに適したエッチング液を用いてアイソレーション構造をその底部までエッチングする。フォトリソグラフィで得られるエッチング窓がアイソレーション構造36よりも小さいため、エッチングで得られる第1のトレンチの周囲にアイソレーション構造36の一部が残る。次いで、シリコンのエッチングに適したエッチング液を用いて、残留したアイソレーション構造36をハードマスクとして、必要な第1のトレンチ深さまでエッチングする。ウエハにおいて、大量のアイソレーション構造が形成され、第1のトレンチをエッチングする際のハードマスクとしてのアイソレーション構造36は、そのうちの一部でしかないと理解することができる。
1つの実施例において、アイソレーション構造36は、シャロートレンチアイソレーション構造(Shallow Trench Iso1ation,STI)である。もう1つの実施例において、アイソレーション構造36は、LOCOSにより形成されるフィールド酸化膜である。
図1に示す実施例において、絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、第1の導電型ベース20内に位置する第1の導電型バッファ領域27をさらに含み、第1の導電型バッファ領域27は、コレクタドーピング領域26下方に位置する。
図2は、1つの実施例における絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法のフローチャートであり、下記のステップを含む。
S110:第1の導電型ベースが基板上に形成されたウエハを提供する。
本実施例において、基板はシリコン基板であり、第1の導電型はN型、第2の導電型はP型である。他の実施例において、第1の導電型がP型、第2の導電型がN型であってもよい。
S120:下向きに延在する、第1のトレンチを含むトレンチを第1の導電型ベースの表面に設ける。
本実施例において、ステップS110で提供するウエハには、さらにアイソレーション構造36が形成されている(図3a参照)。1つの実施例において、アイソレーション構造36は、シャロートレンチアイソレーション構造(Shallow Trench Isolation,STI)である。もう1つの実施例において、アイソレーション構造36は、LOCOSにより形成されるフィールド酸化膜である。本実施例において、ステップS120は、フォトリソグラフィ後にフォトレジストパターン11を形成し、第1のトレンチに必要な寸法に応じて、アイソレーション構造36に対応する部分を露出させ、その他の部分を遮蔽し、フォトレジストパターン11をマスクとし、酸化ケイ素のエッチングに適したエッチング液を採用してアイソレーション構造36をエッチングする。図3bに示すように、アイソレーション構造36を貫くまでエッチングしてから、フォトレジストパターン11で保護されエッチングされていないアイソレーション構造36をハードマスクとし、継続して第1の導電型ベース20を下向きにエッチングし、第1のトレンチ21を形成する。1つの実施例において、アイソレーション構造36をハードマスクとして継続して下向きにエッチングする前に、先にレジストを除去してもよい。
S130:第1のトレンチの内面にゲート酸化層を形成する。
熱酸化工程を用いてゲート酸化層32を形成することができ、第1のトレンチ21の内面は、シリコン(第1の導電型ベース20)の表面のみにゲート酸化層32が形成され、アイソレーション構造36の表面にはゲート酸化層32が形成されない(図3c参照)。
S140:第1のトレンチを埋めるように第1のトレンチ内に多結晶シリコンを充填する。
1つの実施例において、堆積工程を採用して多結晶シリコンを充填することができ、堆積した多結晶シリコン層は、トレンチから溢れ出てもよい。
S150:多結晶シリコンを所定の厚さまでエッチングし、この所定の厚さの多結晶シリコン層を第1のトレンチの底部に形成する。
1つの実施例において、ステップS120でエッチングされたトレンチは、第1のトレンチ21と第2のトレンチ23とを含み、第2のトレンチ23は環状トレンチであるため、断面図の図3dの両側にどちらも見られ、この2つの第2のトレンチ23の間に第1のトレンチ21が複数形成される。同様に、ステップS130は、第2のトレンチ23の内面にもゲート酸化層32が形成され、ステップS140は、第2のトレンチ23にも多結晶シリコンを埋める(図3d参照)。ステップS150のエッチング時には、まずフォトリソグラフィを行い、フォトレジストパターン13を形成し、第2のトレンチ23内の多結晶シリコンは、少なくとも一部がフォトレジストパターン13によって遮蔽されていることにより、エッチング後に第2のトレンチ23が露出したゲート引き出し構造42を形成し、エッチング後にフォトレジストパターン13を除去する。同様に、第1のトレンチ21の底部にも、多結晶シリコンゲート40が形成される。
1つの実施例において、第1のトレンチ21および第2のトレンチ23のエッチングは同時に行うことができ、このようにして、1ステップのフォトリソグラフィ(アイソレーション構造36をエッチングするために必要なフォトリソグラフィ)のみが必要とされる。他の実施例において、第1のトレンチ21および第2のトレンチ23は別々にエッチングしてもよく、すなわち、第1のトレンチ21および第2のトレンチ23のエッチングは、1枚のレクチルをそれぞれ用いてもよい。このようにすると、第1のトレンチ21および第2のトレンチ23は、異なる深さにエッチングすることができる。
S160:多結晶シリコン層の表面および第1のトレンチの側壁に第1の絶縁酸化層を形成する。
1つの実施例において、堆積工程を採用して第1の絶縁酸化層342を形成することができる(図3e参照)。本実施例において、第1の絶縁酸化層342の材質は酸化ケイ素である。第2のトレンチ23を形成する必要がある実施例についても、第2のトレンチ23の多結晶シリコン層の表面に第1の絶縁酸化層が形成されると理解することができる。
S170:第1の絶縁酸化層および多結晶シリコン層を下向きにエッチングし、第1のトレンチの底部を露出させ、第1のトレンチの側壁の多結晶シリコン層および第1の絶縁酸化層が保留される。
1つの実施例において、まず第1の絶縁酸化層342のエッチバックを行う。第1のトレンチ側壁の多結晶シリコン層および第1の絶縁酸化層342はエッチバック後にも保留され、第1のトレンチの中央に位置する第1の絶縁酸化層342はエッチングされ、多結晶シリコンゲート40が露出する。エッチングには、酸化ケイ素のエッチングに適したエッチング液が採用され、フォトレジストが用いられていなくてもよい。次いで、多結晶シリコンゲート40のエッチングを行う。多結晶シリコンのエッチングに適したエッチング液を採用し、第1の絶縁酸化層342をマスクとして多結晶シリコンゲート40をエッチングし、第1のトレンチの底部を露出させる。
S180:第1のトレンチの下方に第2の導電型ベースを形成し、この第2の導電型のベース内に第1の導電型のエミッタドーピング領域を形成する。
本実施例において、第1のトレンチ内に第2の導電型のイオンを注入し、第1のトレンチの下方に第2の導電型ベース22を形成する。次いで、第1の導電型のイオンを注入し、第2の導電型ベース22内に第1の導電型のエミッタドーピング領域24を形成する。ステップS180で第1の導電型のイオンおよび第2の導電型のイオンを注入する際に、第1のトレンチ側壁の第1の絶縁酸化層342はバリア層となる。第2の導電型のイオンを注入した後、さらにドライブインを行う必要がある。多結晶シリコンゲート40とエミッタドーピング領域24との間のよりよい絶縁を保証するため、1つの実施例において、上記ドライブインは、イオンを注入しエミッタドーピング領域24を形成する前に行う。これは、第1の絶縁酸化層342のバリア作用により、エミッタドーピング領域24が横方向で多結晶シリコンゲート40と基本的に重なり合わないためである(図3f参照)。
S190:多結晶シリコン層とエミッタドーピング領域とを絶縁分離するように第1のトレンチ内に第2の絶縁酸化層を形成する。
堆積工程を採用してトレンチ内に第2の絶縁酸化層を充填することができる。1つの実施例において、第2の絶縁酸化層を第1のトレンチに完全に埋めてもよい。もう1つの実施例において、第2の絶縁酸化層を第1のトレンチに完全に埋めていなくてもよい。1つの実施例において、堆積後に第1のトレンチ底部の第2の絶縁酸化層をエッチングし、他のプロセスを行ってもよい。相応のプロセスを行った後、絶縁酸化材料を用いて第1のトレンチに埋めてもよい。
S210:第1の導電型バッファ領域、コレクタドーピング領域および導電プラグを形成する。第1の導電型ベース20内の第1のトレンチの両側、エミッタドーピング領域24の斜め上方に第1の導電型のイオンおよび第2の導電型のイオンをそれぞれ注入し、第1の導電型ベース20内に位置する第1の導電型バッファ領域27およびコレクタドーピング領域26を形成し、第1のトレンチ底部の第2の絶縁酸化層をエッチングし、第2の導電型ベースおよびエミッタドーピング領域24を露出させ、第1のトレンチ内に導電材料を注入し、エミッタドーピング領域24を貫通して、第2の導電型ベース22と接触する導電プラグ50を形成する。コレクタドーピング領域26の形成は、第1の導電型バッファ領域27の後である。ステップS210が完了した後の素子構造は、図1を参照することができる。エッチングした後の第2の絶縁酸化層は第1の絶縁酸化層と共同に、上記の素子構造で説明した絶縁酸化層34を構成し得る。
図4は、1つの実施例におけるステップS210のサブステップのフローチャートであり、具体的には次のものを含む。
S211:第1のトレンチが埋められていない状態で、第1のトレンチ内に絶縁酸化材料を注入する。
次のステップでフォトリソグラフィを行う必要があるため、絶縁酸化材料を用いて第1のトレンチを埋め、フォトレジストが第1のトレンチの中に注入されレジスト除去時に洗浄が難しくなることを回避する。
S213:1回目のフォトリソグラフィを行い、第1のトレンチの両側、前記エミッタドーピング領域の斜め上方に第1の導電型のイオンを注入して、第1の導電型バッファ領域を形成する。
レジストを塗布し、1回目のフォトリソグラフィを行い、第1の導電型バッファ領域を形成すべき位置を露出させ、第1の導電型のイオンを注入し、第1の導電型バッファ領域を形成する。
S214:レジスト除去後に2回目のフォトリソグラフィを行い、第2の導電型のイオンを注入し、第1の導電型バッファ領域内にコレクタドーピング領域を形成する。
第1の導電型バッファ領域に注入する第2の導電型のイオンが第1の導電型バッファ領域の頂部に集まり、コレクタドーピング領域を形成する。
S215:レジスト除去後に3回目のフォトリソグラフィを行い、フォトレジストによって導電プラグを形成すべき位置でエッチング窓を露出させる。
1つの実施例において、レジスト除去後にウエハ表面で第3の絶縁酸化層を形成し、コレクタドーピング領域を覆ってから、再度レジストを塗布し、フォトリソグラフィを行い、導電プラグを形成する必要な位置でエッチング窓を露出させる。1つの実施例において、第3の絶縁酸化層の材質は酸化ケイ素である。
S217:エッチング窓を介して導電プラグに必要な深さまで下向きにエッチングする。
1つの実施例において、酸化ケイ素のエッチングに適したエッチング液を採用し、エッチング窓を介して第1のトレンチ底部まで下向きにエッチングする。次いで、レジストを除去し、第3の絶縁酸化層をエッチングマスクとし、シリコンのエッチングに適したエッチング液を採用して、継続して導電プラグに必要な深さまでエッチングする。コレクタドーピング領域は、第3の絶縁酸化層によって保護されるため、エッチングされない。
S219:第1のトレンチ内に導電材料を注入し、導電プラグを形成する。
1つの実施例において、ステップS219の後に、層間誘電体(ILD)層を形成するステップ、フォトリソグラフィを行い、層間誘電体層をエッチングしてコンタクトホールを形成するステップ、およびコンタクトホール内に金属タングステンを充填してタングステンプラグを形成するステップをさらに含み、導電プラグおよびコレクタドーピング領域を引き出し、次いで、金属相互接続層を介して電気的接続を行う。
以上、前記実施例は、本発明のいくつかの実施形態を表したものにすぎず、比較的具体的かつ詳細に記述したが、それを理由に、発明特許の範囲に対する制限であると理解することはできない。なお、当業者は、本発明の主旨を逸脱せずに、若干の変更または改善をさらに行うことができ、これらはいずれも本発明の保護範囲に属する。そのため、本発明特許の保護範囲は、特許請求の範囲を基準とするものとする。

Claims (15)

  1. 基板と、
    前記基板上に設けられ、下向きに延在する第1のトレンチが表面に設けられた第1の導電型ベースと、
    前記第1の導電型ベース上に設けられて、前記第1のトレンチの両側に設けられた第1の導電型バッファ領域と、
    第2の導電型を有し、前記第1の導電型バッファ領域上に設けられて、前記第1のトレンチの両側に設けられたコレクタドーピング領域と、
    前記基板と前記第1の導電型ベースとの間に設けられ、前記第1のトレンチが下向きに延在する第2の導電型ベースと、
    前記第1のトレンチの内面に設けられたゲート酸化層と、
    前記ゲート酸化層の内側に位置し、前記第1のトレンチの底部および側壁の一部の領域に充填される多結晶シリコンゲートと、
    第1の導電型を有し、前記第2の導電型ベース内で、前記多結晶シリコンゲートの間において第1のトレンチの下部に設けられたエミッタドーピング領域と、
    前記第1のトレンチの上方から下向きに延在し、前記エミッタドーピング領域を貫通してから、前記第2の導電型ベースと接触すると共に、前記エミッタドーピング領域と接続する導電プラグと、
    前記第1のトレンチ内において、前記導電プラグと多結晶シリコンゲートとの間に充填され、前記多結晶シリコンゲートを覆い、前記多結晶シリコンゲートと前記エミッタドーピング領域とを絶縁分離する絶縁酸化層と、を含み、
    前記第1の導電型および第2の導電型は、逆の導電型である、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
  2. 前記コレクタドーピング領域と前記第1のトレンチとの間に、さらにアイソレーション構造が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
  3. 前記アイソレーション構造は、シャロートレンチアイソレーション構造であることを特徴とする請求項2に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
  4. 前記アイソレーション構造は、シリコンの一部が酸化して形成されたフィールド酸化膜であることを特徴とする請求項2に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
  5. 第2のトレンチと、
    前記第2のトレンチの底部から上向きに堆積し、前記第2のトレンチから露出するゲート引き出し構造をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
  6. 前記導電プラグの材質は、金属もしくは合金であり、または、金属と金属窒化物とを含むことを特徴とする請求項1に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
  7. 前記第1の導電型バッファ領域は、前記コレクタドーピング領域の下方に位置することを特徴とする請求項1に記載の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ。
  8. 第1の導電型ベースが基板上に形成されたウエハを提供するステップS110と、
    下向きに延在する、第1のトレンチを含むトレンチを前記第1の導電型ベースの表面に設けるステップS120と、
    前記第1のトレンチの内面にゲート酸化層を形成するステップS130と、
    前記第1のトレンチを埋めるように前記第1のトレンチ内に多結晶シリコンを充填するステップS140と、
    前記多結晶シリコンを所定の厚さまでエッチングし、前記所定の厚さの多結晶シリコン層を前記第1のトレンチの底部に形成するステップS150と、
    前記多結晶シリコン層の表面および前記第1のトレンチの側壁に第1の絶縁酸化層を形成するステップS160と、
    前記第1の絶縁酸化層および前記多結晶シリコン層を下向きにエッチングし、前記第1のトレンチの底部を露出させ、前記第1のトレンチの前記側壁の多結晶シリコン層および第1の絶縁酸化層を保留するステップS170と、
    前記第1のトレンチの下方に第2の導電型ベースを形成し、前記第2の導電型ベース内に第1の導電型のエミッタドーピング領域を形成するステップS180と、
    前記多結晶シリコン層と前記エミッタドーピング領域とを絶縁分離するように前記第1のトレンチ内に第2の絶縁酸化層を形成するステップS190と、
    第1の導電型バッファ領域、コレクタドーピング領域、および導電プラグを形成するステップS210と、を含み、
    前記第1の導電型および第2の導電型は、逆の導電型である、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの製造方法。
  9. 前記ステップS110で提供されるウエハには、さらにアイソレーション構造が形成され、
    前記ステップS120は、フォトリソグラフィ後に前記アイソレーション構造の一部をエッチングし、前記アイソレーション構造を貫くまでエッチングしたフォトレジストで保護されエッチングされていないアイソレーション構造をハードマスクとし、継続して前記第1の導電型ベースを下向きにエッチングし、前記第1のトレンチを形成することを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
  10. 前記ステップS120は、同時に第2のトレンチを設けることをさらに含み、
    前記ステップS130は、同時に前記第2のトレンチの内面にゲート酸化層を形成することをさらに含み、
    前記ステップS140は、前記第2のトレンチにも多結晶シリコンを埋めることをさらに含み、
    前記ステップS150は、フォトリソグラフィ後にエッチングを行い、フォトリソグラフィで形成されたフォトレジストは、少なくとも一部が前記第2のトレンチ内の多結晶シリコンを遮蔽することにより、エッチング後に前記第2のトレンチが露出したゲート引き出し構造を形成することを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
  11. 前記ステップS210は、具体的には、
    前記第1のトレンチが埋められていない状態で、前記第1のトレンチ内に絶縁酸化材料を注入するステップS211と、
    1回目のフォトリソグラフィを行い、第1の導電型のイオンを注入して、前記第1のトレンチの両側、前記エミッタドーピング領域の斜め上方に前記第1の導電型バッファ領域を形成するステップS213と、
    レジスト除去後に2回目のフォトリソグラフィを行い、第2の導電型のイオンを注入し、前記第1の導電型バッファ領域内にコレクタドーピング領域を形成するステップS214と、
    レジスト除去後に3回目のフォトリソグラフィを行い、フォトレジストによって前記導電プラグを形成すべき位置でエッチング窓を露出させるステップS215と、
    前記エッチング窓を介して前記導電プラグに必要な深さまで下向きにエッチングするステップS217と、
    前記第1のトレンチ内に導電材料を注入し、前記導電プラグを形成するステップS219と、を含むことを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
  12. 前記ステップS215は、レジスト除去後に前記コレクタドーピング領域の表面に第3の絶縁酸化層を形成してから、再度フォトリソグラフィを行うステップであり、
    前記エッチング窓を介して前記導電プラグに必要な深さまで下向きにエッチングするステップは、第1のエッチング液を採用して、前記エッチング窓を介して前記第1のトレンチ底部まで下向きにエッチングしてから、レジストを除去し、前記第3の絶縁酸化層をエッチングマスクとし、第2のエッチング液を採用して、継続して前記導電プラグに必要な深さまでエッチングするステップであることを特徴とする請求項11に記載の製造方法。
  13. 前記ステップS170は、
    前記第1の絶縁酸化層のエッチバックを行うことであって、第1のトレンチの側壁に位置する第1の絶縁酸化層はエッチバック後にも保留され、第1のトレンチ中央に位置する第1の絶縁酸化層はエッチングされ、前記多結晶シリコンが露出し、エッチバックには酸化ケイ素のエッチングに適したエッチング液が採用され、フォトレジストが用いられていない、前記第1の絶縁酸化層のエッチバックを行うことと、
    保留された第1の絶縁酸化層をマスクとして前記多結晶シリコンをエッチングし、前記第1のトレンチの底部を露出させることと、を含むことを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
  14. 前記ステップS180は、
    保留された第1の絶縁酸化層をバリア層とし、前記第1のトレンチ内に第2の導電型のイオンを注入し、前記第1のトレンチの下方にドライブインして前記第2の導電型ベースを形成することと、
    ドライブイン後に、保留された第1の絶縁酸化層をバリア層とし、第1の導電型のイオンを注入し、前記第2の導電型ベース内に前記エミッタドーピング領域を形成することと、を含むことを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
  15. 前記ステップS210で導電プラグを形成した後に、
    層間誘電体層を形成することと、
    フォトリソグラフィを行い、前記層間誘電体層をエッチングしてコンタクトホールを形成することと、
    前記コンタクトホール内に金属タングステンを充填してタングステンプラグを形成し、前記導電プラグおよびコレクタドーピング領域を引き出すことと、をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の製造方法。
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