KR100269631B1 - Insulated gate bipolar transistor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An insulated gate bipolar transistor of a semiconductor device and its manufacturing method are provided to reduce the area of the device than the prior SA-LIGBT and have the improved switching operation characteristic. CONSTITUTION: First and second conductivity type semiconductor layers(22,23) are successively formed. A first conductivity type sinker layer(27) is formed in the first direction by being doped in high density. First and second conductivity type cathode-use impurity diffusion areas(28,26) are formed respectively in low and high density respectively in the second direction crossing the first direction to have a certain width, and in the first direction to have a thin thickness over the upper side of the first conductivity type impurity diffusion area. A gate insulation layer is placed in the first direction to cover the parts of the first and second cathode-use impurity diffusion areas. The gate(29) doped with the first conductivity type is formed on the gate insulation layer in the first direction. First wiring is formed in the first direction to be apart from the gate. Being apart from the first cathode-use conductivity type impurity diffusion area and in junction with the upper and lower part of the second conductivity type semiconductor layer in turn in the first direction, first and second conductivity type anode-use impurity diffusion areas(24,25) are formed with high density. A second wiring is formed thereon in the first direction.

Description

반도체장치의 인슐레이티드 게이트 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법Insulated gate bipolar transistor in semiconductor device and manufacturing method thereof

본 발명은 반도체장치의 바이폴라트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 양극(cathode)의 활성영역을 복수의 p+/n+ 졍션으로 형성하여 교대로 배열하므로서 종래구조에 비해 소자면적이 감소되고 향상된 스위칭 특성을 갖는 단축양극 래터랄바이폴라트랜지스터(shorted anode lateral insulated-gate bipolar transistor, SA-LIGBT) 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bipolar transistor of a semiconductor device and a method for manufacturing the same. In particular, the active area of a cathode is formed by a plurality of p + / n + captions, which are alternately arranged, thereby reducing the device area and improving switching characteristics compared with the conventional structure. The present invention relates to a shorted anode lateral insulated-gate bipolar transistor (SA-LIGBT) and a method of manufacturing the same.

일반적으로 IGBT 는 턴-오프 스피드가 느린 단점을 가지고 있다. 이를 개선하기 위하여 애노드(anode) 구조를 단축된 구조(shorted-anode)로 형성하며 이를 SA-LIGBT 라한다. 이러한 구조의 단점을 보완하기 위하여는 긴 애노드 구조가 필요하다. 즉 길이가 늘어난 피츠 사이즈(pitch size)가 요구되므로 소자의 면적이 차지하는 부피가 늘어나 소자의 집적화에 이롭지 아니하고 애노드의 p+ 확산영역과 n+ 확산영역이 전자전류방향과 평행하게 배치되어 소자의 턴-오프시 기생적인 정공주입을 야기시키게 된다.In general, IGBT has the disadvantage of slow turn-off speed. In order to improve this, an anode structure is formed as a shorted-anode, which is called SA-LIGBT. In order to make up for the disadvantages of such a structure, a long anode structure is required. That is, the increased pitch size is required, which increases the volume occupied by the device area, which is not beneficial to the integration of the device. The p + diffusion region and the n + diffusion region of the anode are disposed parallel to the electron current direction, thereby turning off the device. It causes parasitic hole injection.

래터랄 IGBT는 다른 집적회로와 혼합된 형태로 스마트 집적회로(smary integrated circuit)를 구현하기 위하여 제안되었다. 래터랄 IGBT 는 래터랄 DMOS 트랜지스터와 비교할 때 같은 MOS 형 제어방식을 가지면서도 SCR(silicon controlled rectifier) 모드(mode)로 동작하기 때문에 보다 향상된 전류구동능력을 갖는다. 이때 SCR 이란 실리콘제어정류기를 일컫는 것으로 실리콘의 단결정을 이용하여 p 형과 n 형의 졍션을 교대로 4 층구조롤 접합하여 양단에 전극을 형성한 것으로서 게이트에 직류전류를 흘리면 정류특성이 얻어지며 게이트 전류의 크기에 따라 도통상태가 시작되는 전압의 크기가 달라지고, 또한 일단 전류가 통하면 다음에 양극전압이 0 이 될 때까지 도통상태가 계속되므로 게이트 전류를 바꿈으로서 평균값으로서의 출력전압을 조정할 수 있다. 이것은 조광 장치나 전동기의 속도제어 등 각 방면에 널리 사용된다.Lateral IGBTs have been proposed to implement smart integrated circuits in a mixed form with other integrated circuits. Lateral IGBTs have the same MOS-type control scheme compared to lateral DMOS transistors, but operate in silicon controlled rectifier (SCR) mode, resulting in improved current drive capability. In this case, SCR refers to silicon-controlled rectifier, which is formed by alternately joining p-type and n-type capacities by using a silicon single crystal to form an electrode at both ends, and rectifying characteristics are obtained by applying a DC current to the gate. The magnitude of the voltage at which the conduction state starts depends on the magnitude of the current, and once the current flows, the conduction state continues until the anode voltage becomes zero. Therefore, the output voltage as an average value can be adjusted by changing the gate current. have. This is widely used in various aspects, such as speed control of a dimmer and an electric motor.

그러나 래터랄 IGBT 는 래터랄 DMOS 와 달리, 정상동작으로 부터 게이트 바이러스를 0 으로 떨어뜨려 턴-오프시킬 때는 2 종류의 캐리어(CARRIER) 성분이 혼재되어 있기 때문에 이들이 서로 재결합하는 시간이 필요하게 된다. 따라서 전자전류 성분이 대부분인 래터랑 DMOS 에 비하여 스위칭 동작시간이 상당히 길어지게 된다.However, lateral IGBTs, unlike lateral DMOS, require two time carriers to recombine with each other when the gate virus is turned off and turned off from normal operation. As a result, the switching operation time is considerably longer than that of the DMOS and the DMOS, which are mostly composed of electronic current components.

이를 극복하기 위하여 약간의 전류구동능력을 희생시키므로서 스위칭동작 특성을 대폭 향상시키는 SA-LIGBT 가 제안되었다. 이러한 구조는 도 1 에 나타난 바와 같이 애노드 부위에 p+ 영역과 n+ 영역을 나란히 인접시켜 확산시켜 형성한다.To overcome this problem, SA-LIGBT has been proposed to greatly improve switching operation characteristics at the expense of some current driving capability. As shown in FIG. 1, the structure is formed by side-by-side diffusion of a p + region and an n + region to an anode region.

도 1 은 종래 기술에 따라 제조된 반도체장치의 바이폴라 트랜지스터 구조를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a bipolar transistor structure of a semiconductor device manufactured according to the prior art.

먼저 붕소이온이 도핑된 p 형 실리콘 기판(1) 위에 35-40 ㎛ 의 두께로 붕소 이온으로 도핑된 p 형 에피택샬층(2)을 성장시켜 형성한다. 이때 에피택샬층의 저항은 60-90 ohm-cm 를 갖도록 한다. 그리고 p 형 에피택샬층(2) 위에 4-8 ㎛ 두께로 인(P) 이온이 도핑된 n 형 에피택샬층(3)을 성장시켜 형성한다.First, the p-type epitaxial layer 2 doped with boron ions to a thickness of 35-40 μm is formed on the p-type silicon substrate 1 doped with boron ions. The epitaxial layer has a resistance of 60-90 ohm-cm. The n-type epitaxial layer 3 doped with phosphorus (P) ions is formed on the p-type epitaxial layer 2 to a thickness of 4-8 μm.

그다음 p+ 형 불순물 이온으로 붕소이온을 고농도로 확산시킨 p+ 싱커층(p+ sinker, 7)을 형성한다. 그리고 p+ 싱커층(7)을 포함하는 n 형 에피택샬층(3)위에 붕소이온이 도핑된 p 형 폴리실리콘층(9)을 저압화학기상증착법(LPCVD)으로 증착하여 형성한다. 그리고 p+ 형 싱커층(7) 우측상부만을 개방시키는 마스크층(도시 안함)을 폴리실리콘층(9) 위에 형성한 다음 이를 제 1 마스크로 이용한 n+형 이온주입을 실시하여 p+ 싱커층(7)의 소정부위 상부 표면에 얕은 n+ 형 불순물 매몰층(6)을 형성한 후 제 1 마스크를 제거한다.Then, a p + sinker layer 7 having a high concentration of boron ions diffused into p + impurity ions is formed. The p-type polysilicon layer 9 doped with boron ions is formed on the n-type epitaxial layer 3 including the p + sinker layer 7 by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). Then, a mask layer (not shown) which opens only the upper right side of the p + type sinker layer 7 is formed on the polysilicon layer 9, and then n + type ion implantation using the same as the first mask is performed to form the p + sinker layer 7. After forming the shallow n + type impurity buried layer 6 on the upper surface of the predetermined portion, the first mask is removed.

그 다음 게이트를 정의하기 위하여 n+ 형 불순물매몰층(6)의 일부와 n 형 에피택샬층(3)의 일부에 걸치며 소정의 길이를 갖는 제 2 마스크(도시 안함)를 형성한 후 이를 이용한 식각을 실시하여 폴리실리콘층(9)의 일부를 제거하여 게이트(9)를 정의한 다음 제 2 마스크를 제거한다. 이렇게 정의된 게이트(9)는 n+ 형 불순물매몰층(6)과 평행하게 형성되며, 전술한 바와 같이 p 형으로 도핑되어 있다.Next, a second mask (not shown) having a predetermined length over a part of the n + type impurity buried layer 6 and a part of the n type epitaxial layer 3 is formed to define a gate, and then etching is performed using the same. A portion of the polysilicon layer 9 is removed to define the gate 9 to remove the second mask. The gate 9 defined in this way is formed in parallel with the n + type impurity buried layer 6 and is doped with p type as described above.

그리고 종래의 이중확산방법(double diffusion)으로 n+ 불순물매몰층(6)의 인(P) 이온과 게이트(9)에 도핑되어 있는 p 형 붕소이온이 n 형 에피택샬층(3)의 상부 표면 근방에서 획산되게 하여 n+ 영역(6)과 p 영역(8)을 형성한다. 이때 n+ 영역(6)은 캐소우드(cathode, 6)가 되며 p 영역(8)은 p형 베이스(8)가 된다. 이때 p 베이스(8)의 형성은 p 형 불순물로 도핑된 게이트(9)로 부터 불순물이온의 확산이 이루어져 형성되고(self-aligned to gate), 또한 캐소우드(6)가 된 n+ 영역(6)은 n 형 에피택샬층(3) 표면에 얕게 형성되어 있으므로 p 베이스(8)는 p+ 싱커층(7)과 연결되며 그(6) 하부 및 측면에 걸쳐서 게이트(9) 하부에 위치하게 된다.In the conventional double diffusion method, the phosphorus (P) ion of the n + impurity buried layer 6 and the p-type boron ion doped in the gate 9 are near the upper surface of the n-type epitaxial layer 3. N + region (6) and p region (8) are formed by the extraction at. In this case, the n + region 6 becomes a cathode 6 and the p region 8 becomes a p-type base 8. At this time, the p base 8 is formed by diffusion of impurity ions from the gate 9 doped with p-type impurity (self-aligned to gate), and the n + region 6 which becomes the cathode 6. Is formed on the surface of the n-type epitaxial layer 3 so that the p base 8 is connected to the p + sinker layer 7 and is positioned below the gate 9 across the bottom and sides thereof.

그 다음 드리프트 영역(drift region)을 확보하기 위하여 게이트(9) 측면과 소정의 간격을 두어 n 형 에피택샬층(3) 상부 표면에 얕게 게이트(9)와 평행한 애노드용 p+ 영역(4)을 형성한 다음 그(4) 옆에 동일하게 애노드용 n+ 영역(5)을 형성한다.The anode p + region 4, which is in parallel with the gate 9, is shallower on the upper surface of the n-type epitaxial layer 3 at a predetermined distance from the side of the gate 9 so as to secure a drift region. After forming, the n + region 5 for anode is formed in the same manner next to the 4.

그리고 형성된 소자들을 포함하는 n 형 에피택샬층(3) 전면에 절연층(도시 안함)을 형성한 다음, 절연층의 일부를 제거하여 n+ 영역(6) 및 p+ 싱커층(7)에 걸친 표면 부위와 애노드용 p+ 영역(4) 및 애노드용 n+ 영역(5)의 일부를 개방시킨 후 알루미늄을 증착하여 캐소우드용 배선(11)과 애노드용 배선(10)을 각각 형성한다. 이때 형성된 각각의 배선들(11, 10)은 게이트(9)와 평행하게 형성된다.And forming an insulating layer (not shown) on the entire surface of the n-type epitaxial layer 3 including the formed elements, and then removing a portion of the insulating layer to cover the surface area across the n + region 6 and the p + sinker layer 7. And a portion of the anode p + region 4 and the anode n + region 5 are opened, and aluminum is then deposited to form the cathode wiring 11 and the anode wiring 10, respectively. Each of the wirings 11 and 10 formed at this time is formed in parallel with the gate 9.

도 1 에서 형성된 SA-LIGBT(shorted anode - lateral insulated gate bipolar transistor)에서, 애노드용 p+ 영역(4)은 p 베이스(8)와의 사이에 위치한 드리프트 영역의 전도도변조(conductivity modulation)에 필요한 소수 캐리어를 공급하고, 애노드용 n+ 영역(5)은 턴-오프 동작시 전자가 빠져나오는 경로가 된다. 전체 전류중에는 MOS 전자전류 성분이 존재하므로 턴-온 된 상태에서의 전류밀도는 래터랄 DMOS 보다는 높고 래터랄 IGBT 보다는 낮게 된다. 따라서 SA-LIGBT 는 턴-오프 특성을 고려시 래터랄 DMOS 에는 못미치지만 래터랄 IGBT 보다는 대폭 향상된 턴-오프 특성을 갖게 된다. 이때의 턴-오프 특성은 각각의 영역(4, 5)의 확산폭의 비를 조절하여 결정한다.In the shorted anode-lateral insulated gate bipolar transistor (SA-LIGBT) formed in FIG. The n + region 5 for the anode serves as a path through which electrons escape during the turn-off operation. Since there is a MOS electronic current component in the total current, the current density in the turned-on state is higher than the lateral DMOS and lower than the lateral IGBT. Therefore, the SA-LIGBT is considerably improved than the lateral DMOS, but considerably improved than the lateral IGBT. The turn-off characteristic at this time is determined by adjusting the ratio of the diffusion widths of the respective regions 4 and 5.

상술한 바와 같이 종래의 SA-LIGBT 는 애노드 졍션의 형성에 있어서 수평방향으로 p+ 영역과 n+ 영역을 동시에 인접되게 형성하여야 한다. 그러나 이러한 게이트와 평행하게 형성된 각각의 불순물 확산영역은 증가된 면적 즉 증가된 피치 싸이즈(larger pitch size)를 필요로하여 소자의 고집적화에 반하게 되는 문제점이 있다.As described above, the conventional SA-LIGBT has to form the p + region and the n + region adjacent to each other simultaneously in the horizontal direction in forming the anode cushion. However, each impurity diffusion region formed in parallel with the gate requires an increased area, that is, an increased pitch size, and thus has a problem in that it is opposed to high integration of the device.

또한 종래의 SA-LIGBT 는 애노드용 p+ 영역이 n+ 영역보다 드리프트 영역에 가깝게 형성되어 있으므로 턴-오프 동작시 애노드용 p+ 영역 하부를 흐르는 전자전류 성분의 일부가 p+/n 접합을 순방향으로 바이어스(forward bias)시켜 정공의 주입을 야기한다. 따라서 이와 같이 주입된 정공은 벌크 내부에 잔류하여 재결합될 때까지 턴-오프 동작을 지연시키는 원인이 되어 동작속도를 늦추는 문제점이 있다.In the conventional SA-LIGBT, since the anode p + region is formed closer to the drift region than the n + region, a part of the electron current components flowing under the anode p + region during the turn-off operation biases the p + / n junction forward. bias) to inject holes. Therefore, the holes injected as described above have a problem of delaying the turn-off operation until they remain in the bulk and recombine, thereby slowing down the operation speed.

따라서, 본 발명의 목적은 반도체장치의 IGBT(insulated-gate bipolar transistor) 제조방법에 있어서 애노드의 p+ 와 n+ 불순물 확산영역의 구조를 게이트와 평행한 방향으로 즉 3 차원적인 방향으로 교대로 복수개의 p+ 와 n+ 불순물 확산영역을 형성하므로서 소자가 차지하는 면적을 종래의 SA-LIGBT 에 비하여 감소시키고 또한 향상된 스위칭동작 특성을 갖는 소자의 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a plurality of p + structures in which a structure of p + and n + impurity diffusion regions of an anode is alternately arranged in a direction parallel to the gate, that is, in a three-dimensional direction, in a method of manufacturing an insulated-gate bipolar transistor (IGBT) of a semiconductor device. And forming an n + impurity diffusion region, thereby reducing the area occupied by the device compared to the conventional SA-LIGBT and providing a device manufacturing method having improved switching operation characteristics.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 IGBT(insulated-gate bipolar transistor)는 제 1 도전형 반도체 기판과, 제 1 도전형 기판 위에 형성된 제 1 도전형 반도체층과, 제 1 도전형 에피택샬층 위에 형성된 제 2 도전형 반도체층과, 제 2 도전형 반도체층 상부표면 하단의 소정 부위에 고농도로 도핑되어 제 1 방향으로 길게 형성된 제 1 도전형 싱커층(sinker)과, 제 1 도전형 싱커층 우측 상단부에 연결되며 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 소정의 폭을 갖도록 제 1 방향으로 길게 저농도로 형성된 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역과, 제 1 도전형 싱커층 우측상부 표면 하단과 이와 연결되어 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역의 일부 상단에 걸쳐서 얕은 두께를 가지며 제 1 방향으로 길게 고농도로 형성된 캐소우드용 제 2 도전형불순물 확산 영역과, 캐소우드용 제 2 도전형 불순물확산영역의 일부 및 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역을 덮으며 상기 제 1 방향으로 길게 위치하는 게이트절연막과, 게이트절연막과 동일한 패턴으로 제 1 방향으로 게이트절연막 위에 제 1 도전형으로 도핑된 게이트와, 캐소우드용 제 2 도전형 불순물확산영역의 표면일부와 제 1 도전형 싱커층 표면을 덮으며 게이트와 격리되게 제 1 방향으로 형성된 제 1 배선과, 제 2 방향으로 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역과 소정의 간격을 띄우고 제 2 도전형 반도체층 상부표면 및 하단에 제 1 방향으로 각각 교번적으로 접합을 이루며 고농도로 형성된 복수개의 애노드용 제 1 도전형 불순물확산영역 및 애노드용 제 2 도전형 불순물확산영역과, 복수개의 애노드용 제 1 도전형 불순물확산영역 및 애노드용 제 2 도전형 불순물확산영역의 일부 표면 위에 제 1 방향으로 형성된 제 2 배선으로 이루어진다.An insulated-gate bipolar transistor (IGBT) of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above objects is a first conductivity type semiconductor substrate, a first conductivity type semiconductor layer formed on the first conductivity type substrate, and a first conductivity type epi A second conductivity type semiconductor layer formed on the taxi layer, a first conductivity type sinker layer doped at a high concentration in a lower portion of the upper surface of the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer and formed in the first direction, and a first conductivity type A first conductivity type impurity diffusion region for cathodes connected to the upper right side of the sinker layer and formed at a low concentration in the first direction so as to have a predetermined width in a second direction perpendicular to the first direction, and an upper right side of the first conductivity type sinker layer; The second conductive type impurity for cathode having a shallow thickness over the lower part of the surface and connected to the upper part of the first conductive type impurity diffusion region for the cathode and formed at a high concentration in the first direction. A gate insulating film covering the diffusion region, a part of the second conductive impurity diffusion region for the cathode and the first conductive impurity diffusion region for the cathode, and extending in the first direction and having a first pattern in the same pattern as the gate insulating film; A first doped gate over the gate insulating film in a first direction, a portion of the surface of the second conductive dopant diffusion region for the cathode and a surface of the first conductive sinker layer, the first formed in the first direction so as to be isolated from the gate A plurality of high concentrations are formed on the wiring and the first conductive impurity diffusion region for the cathode in the second direction at predetermined intervals and are alternately bonded to the upper and lower surfaces of the second conductive semiconductor layer in the first direction, respectively. First conductive impurity diffusion region for anode and second conductive impurity diffusion region for anode, and a plurality of first conductive impurity diffusion region for anode and anode A second conductivity type formed of second wiring formed in a first direction over part of the surface of the impurity diffusion region.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 IGBT(insulated-gate bipolar transistor) 제조방법은 제 1 도전형 반도체기판 위에 제 1 도전형 반도체층 형성하는 단계와, 제 1 도전형 반도체층 위에 제 2 도전형 반도체층을 형성하는 단계와, 제 2 도전형 반도체층의 표면 및 내부에 고농도의 제 1 도전형 싱커층(sinker)을 제 1 방향으로 형성하는 단계와, 제 1 도전형 싱커층을 포함하는 제 2 도전형 반도체층위에 게이트절연막을 형성하는 단계와, 게이트절연막 위에 제 1 도전형 도전층을 형성하는 단계와, 제 1 도전형 싱커층의 상부 얕은 표면 및 이와 연결된 제 2 도전형 반도체층 얕은 표면 일부에 고농도의 캐소우드용 제 2 도전형 불순물매몰층을 제 1 방향으로 형성하는 단계와, 캐소우드용 제 2 도전형 불순물매몰층의 일부 상측 및 제 2 도전형 반도체층의 일부 상측에만 게이트절연막 및 제 1 도전형 도전층의 일부를 잔류시켜 게이트를 정의하는 단계와, 게이트로 부터 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 소정의 간격을 두고 제 2 도전형 반도체층의 표면 및 하부에 복수개의 고농도 애노드용 제 1 도전형 확산영역/제 2 도전형 확산영역 졍션을 제 1 방향으로 형성하는 단계와, 제 1 도전형 기판의 전면에 절연층을 형성하는 단계와, 절연층의 일부를 상기 제 1 방향으로 제거하여 캐소우드용 제 2 도전형 확산 영역 및 제 1 도전형 싱커층에 걸친 표면 부위와 복수개의 애노드용 제 1 도전형 확산영역/제 2 도전형 확산영역 졍션의 일부 표면에 게이트와 절연된 캐소우드용 배선과 애노드용 배선을 각각 제 1 방향으로 형성하는 단계로 이루어진다.In order to achieve the above objects, a method for manufacturing an insulated-gate bipolar transistor (IGBT) of a semiconductor device according to the present invention includes forming a first conductive semiconductor layer on a first conductive semiconductor substrate, and forming a first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer. Forming a second conductive semiconductor layer, forming a high concentration of a first conductive sinker layer in a first direction on the surface and inside of the second conductive semiconductor layer, and forming a first conductive sinker layer Forming a gate insulating film on the second conductive semiconductor layer, including forming a first conductive conductive layer on the gate insulating film, an upper shallow surface of the first conductive sinker layer, and a second conductive semiconductor connected thereto Forming a high concentration of the second conductivity type impurity buried layer for cathode in the first direction on a portion of the shallow surface of the layer, and a part of the upper portion of the second conductivity type impurity buried layer for the cathode and the second conductivity type semiconductor Defining a gate by leaving a portion of the gate insulating film and the first conductive type conductive layer only on a part of the upper surface of the second conductive semiconductor layer at a predetermined distance from the gate in a second direction perpendicular to the first direction. Forming a plurality of first conductivity type diffusion region / second conductivity type diffusion region junctions for the high concentration anode in the first direction on the surface and the lower portion, forming an insulating layer on the front surface of the first conductivity type substrate, and insulating A portion of the layer is removed in the first direction so that the surface portion over the second conductive diffusion region and the first conductive sinker layer for the cathode and the first conductive diffusion region / second conductive diffusion region for the plurality of anodes The cathode wiring and the anode wiring are insulated from the gate and formed in a first direction, respectively.

도 1 은 종래 기술에 따라 제조된 반도체장치의 바이폴라 트랜지스터 구조의 사시도1 is a perspective view of a bipolar transistor structure of a semiconductor device manufactured according to the prior art.

도 2 는 본 발명에 따라 제조된 반도체장치의 바이폴라 트랜지스터 구조의 사시도2 is a perspective view of a bipolar transistor structure of a semiconductor device manufactured according to the present invention.

본 발명은 종래 기술에서 게이트와 평행하게 각각 형성된 애노드용 p+/n+ 졍션을 3 차원적으로 가각의 불순물 확산영역을 교대로 배열하게 형성한다.According to the present invention, an anode p + / n + section formed in parallel with the gate is formed so as to alternately arrange each of the impurity diffusion regions in three dimensions.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명에 따라 제조된 반도체장치의 바이폴라 트랜지스터 구조를 도시한 사시도이며, Ⅰ 은 제 1 방향을 나타내며 Ⅱ 는 제 2 방향을 나타내고 이들은 각각 직교한다.Fig. 2 is a perspective view showing a bipolar transistor structure of a semiconductor device manufactured according to the present invention, where I represents the first direction and II represents the second direction and they are orthogonal to each other.

도 2 에 있어서, 본 발명은 다음과 같은 구조로 이루어진다.In FIG. 2, the present invention has the following structure.

먼저 붕소이온이 도핑된 제 1 도전형인 p 형 실리콘 기판(21) 위에 35-40 ㎛ 의 두께로 붕소 이온으로 도핑된 p 형 에피택샬층(22)이 위치한다. 이때 에피택샬층의 저항은 60-90 ohm-cm 를 갖도록 한다. 그리고 p 형 에피택샬층(22) 위에 4-8 ㎛ 두께로 인(P) 이온이 도핑된 제 2 도전형인 n 형 에피택샬층(23)이 위치한다.First, the p-type epitaxial layer 22 doped with boron ions to a thickness of 35-40 μm is positioned on the p-type silicon substrate 21 that is doped with boron ions. The epitaxial layer has a resistance of 60-90 ohm-cm. An n-type epitaxial layer 23, which is a second conductivity type doped with phosphorus (P) ions at a thickness of 4-8 μm, is positioned on the p-type epitaxial layer 22.

n 형 에피택샬층(23) 상부표면 하단의 소정 부위에 p+ 형 불순물 이온으로 붕소이온을 고농도로 확산시킨 p+ 싱커층(p+ sinker, 27)이 제 1 방향으로 길게 위치하며, 그(27) 우측 상단부에 연결된 n 형 에피택샬층(26) 표면하부에 제 2 방향으로 소정의 폭을 갖도록 저농도로 형성된 p 형 불순물 확산영역(28)이 역시 제 1 방향으로 길게위치한다. 이때 p 형 확산영역은 p 형 베이스(28)가 되며 제 1 방향과 제 2 방향은 직교한다.A p + sinker layer 27 having a high concentration of boron ions diffused with p + impurity ions at a lower portion of the upper surface of the n-type epitaxial layer 23 is long in the first direction, and the right side thereof (27). The p-type impurity diffusion region 28 formed at a low concentration so as to have a predetermined width in the second direction under the surface of the n-type epitaxial layer 26 connected to the upper end is also elongated in the first direction. At this time, the p-type diffusion region becomes the p-type base 28 and the first direction and the second direction are orthogonal to each other.

p+ 형 싱커층(27) 우측상부 표면 하단과 이와 연결되어 p 형 확산영역(28)의 일부에 걸쳐서 얕은 두께를 가지며 형성된 캐소우드용 n+ 확산 영역(26)이 제 1 방향으로 길게 위치한다.An n + diffusion region 26 for cathodes having a shallow thickness over a portion of the upper right surface of the p + type sinker layer 27 and connected to a portion of the p type diffusion region 28 is long in the first direction.

그리고 게이트 절연막(도시 안함)이 캐소우드용 n+ 형 확산영역(26)의 일부와 p 형 확산영역(28)을 덮으며 제 1 방향으로 길게 그(26, 28) 위에 위치하고 이러한 게이트절연막 위에 p 형으로 도핑된 게이트(29)가 게이트절연막과 동일한 패턴으로 제 1 방향으로 위치 한다.A gate insulating film (not shown) covers a portion of the n + type diffusion region 26 and the p type diffusion region 28 for the cathode and is disposed on the lengths 26 and 28 in the first direction and is long on the gate insulating layer. Doped gate 29 is positioned in the first direction in the same pattern as the gate insulating film.

캐소우드용 n+ 확산영역(26)의 표면일부와 p+ 형 싱커(27) 표면을 덮으며 게이트(29)와는 격리되게 제 1 배선(211)이 제 1 방향으로 길게 형성되어 있다.The first wiring 211 is formed long in the first direction to cover a portion of the surface of the cathode n + diffusion region 26 and the surface of the p + type sinker 27 and to be isolated from the gate 29.

그리고 제 2 방향으로 캐소우드용 p 형 확산영역(28)과 소정의 간격을 띄우고 n 형 에피택샬층(23) 상부표면 하단에 애노드용 제 1 p+ 확산영역(24)이 제 1 방향과 제 2 방향으로 소정의 길이를 가지며 형성되어 있고 제 1 p+ 확산영역(24)과 인접하며 제 1 방향으로 같은 n 형 에피택샬층(23) 상부표면 하단에 애노드용 제 1 n+ 확산영역(25)이 위치한다. 이러한 제 1 p+ 확산영역(24)과 제 1 n+ 확산영역(25)은 각각 복수개로 교대로 배열된 형태를 가지며 제 1 방향으로 형성되어 있다.The first p + diffusion region 24 for the anode is disposed at the lower surface of the upper surface of the n-type epitaxial layer 23 at a predetermined distance from the cathode p-type diffusion region 28 in the second direction. The first n + diffusion region 25 for the anode is formed on the lower surface of the upper surface of the n-type epitaxial layer 23 which is formed with a predetermined length in the direction and is adjacent to the first p + diffusion region 24 and is the same in the first direction. do. Each of the first p + diffusion regions 24 and the first n + diffusion regions 25 has a shape in which a plurality of first p + diffusion regions 24 are alternately arranged in a first direction.

n 형 에피택샬층(23)에서 p 형 확산영역(28)과 복수의 제 1 p+ 확산영역(24) 및 제 2 n+ 확산영역(25)의 제 2 방향으로의 간격은 드리프트 영역(drift region)이 된다.In the n-type epitaxial layer 23, the interval between the p-type diffusion region 28 and the plurality of first p + diffusion regions 24 and the second n + diffusion region 25 in the second direction is a drift region. Becomes

그리고 복수의 제 1 p+ 확산영역(24)과 제 2 n+ 확산영역(25)의 일부표면에는 제 1 방향으로 길게 제 2 배선(210)이 형성되어 있다.The second wiring 210 is formed in a plurality of surfaces of the plurality of first p + diffusion regions 24 and the second n + diffusion regions 25 to extend in the first direction.

그리고 제 1 도전형과 제 2 도전형은 서로 바꾸어 형성할 수 있다.The first conductivity type and the second conductivity type may be interchanged with each other.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명은, 턴-온 동작시 애노드의 n+ 확산영역(25)으로 부터 MOS 전자전류가 흐르기 시작하여 이 전자전류는 애노드용 p+ 확산영역(24)아래를 통과한다. 전압강하가 p+/n 졍션(24, 23) 턴-온 동작에 필요한 값에 도달하면 본래의 IGBT 소자의 동작인 SCR(silicon controlled rectifier)이 작동하고 이에 따라 이 부위의 전류밀도는 급상승하게 된다. 그리고 턴-오프 동작시에는 잔류 정공은 잔류 전자와 재결합하여 소멸하게 되고, 재결합하지 못한 일부 전자전류는 n+ 확산영역(25)을 통하여 빠져 나가게 되지만 이때에는 p+ 확산영역(24) 하부를 통과하지 아니하므로 턴-오프 지연을 야기하는 기생정공 주입을 방지할 수 있다.In the present invention having the structure as described above, in the turn-on operation, the MOS electron current starts to flow from the n + diffusion region 25 of the anode, which passes under the anode p + diffusion region 24. When the voltage drop reaches the value required for p + / n junction (24, 23) turn-on operation, the SCR (silicon controlled rectifier), which is the operation of the original IGBT element, is activated and the current density of this region is rapidly increased. In the turn-off operation, the remaining holes are recombined with the remaining electrons to disappear, and some electron currents that do not recombine exit through the n + diffusion region 25, but do not pass through the lower portion of the p + diffusion region 24. This prevents parasitic hole injection, which causes a turn-off delay.

본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 도 2 를 참조하면, 먼저 붕소이온이 도핑된 제 1 도전형 p 형 실리콘 기판(21) 위에 35-40 ㎛ 의 두께로 붕소 이온으로 도핑된 제 1 도전형인 p 형 에피택샬층(22)을 성장시켜 형성한다. 이때 에피택샬층의 저항은 60-90 ohm-cm 를 갖도록 한다. 그리고 제 1 도전형 p 형 에피택샬층(22) 위에 4-8 ㎛ 두께로 인(P) 이온이 도핑된 제 2 도전형인 n 형 에피택샬층(23)을 성장시켜 형성한다.Referring to FIG. 2, a method of fabricating a semiconductor device according to the present invention is a first conductive type doped with boron ions having a thickness of 35-40 μm on a first conductive p-type silicon substrate 21 doped with boron ions. The p-type epitaxial layer 22 is grown and formed. The epitaxial layer has a resistance of 60-90 ohm-cm. In addition, an n-type epitaxial layer 23 of a second conductivity type doped with phosphorus (P) ions having a thickness of 4-8 μm is formed on the first conductivity-type p-type epitaxial layer 22.

그다음 제 1 도전형인 p+ 형 불순물 이온으로 붕소이온을 고농도로 확산시킨 p+ 싱커층(p+ sinker, 27)을 형성한다. 그리고 제 1 도전형인 p+ 싱커층(27)을 포함하는 제 2 도전형 n 형 에피택샬층(23)위에 게이트절연막(도시안함)을 형성하고 그 위에 붕소이온이 도핑된 제 1 도전형 p 형 폴리실리콘층(29)을 저압화학기상증착법(LPCVD)으로 증착하여 형성한다. 그리고 제 1 도전형인 p+ 형 싱커층(27) 우측상부만을 개방시키는 마스크층(도시 안함)을 폴리실리콘층(29) 위에 형성한 다음 이를 제 1 마스크로 이용한 제 2 도전형인 n+형 이온주입을 고농도로 실시하여 p+ 싱커층(27)의 소정부위 상부 표면에 얕은 n+ 형 불순물 매몰층(26)을 고농도로 형성한 후 제 1 마스크를 제거한다.Next, a p + sinker layer 27 having a high concentration of boron ions diffused into a p + type impurity ion, which is a first conductivity type, is formed. And forming a gate insulating film (not shown) on the second conductivity type n-type epitaxial layer 23 including the first conductivity type p + sinker layer 27 and doping boron ions thereon. The silicon layer 29 is formed by vapor deposition by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). Then, a mask layer (not shown) which opens only the upper right side of the p + type sinker layer 27, which is the first conductivity type, is formed on the polysilicon layer 29, and then a high concentration of n + ion implantation, the second conductivity type, is used as the first mask. In order to form a shallow n + type impurity buried layer 26 on the upper surface of the predetermined portion of the p + sinker layer 27 in a high concentration, the first mask is removed.

그 다음 게이트를 정의하기 위하여 제 2 도전형인 n+ 형 불순물매몰층(26)의 일부와 제 2 도전형인 n 형 에피택샬층(23)의 일부에 걸치며 소정의 길이를 갖는 제 2 마스크(도시 안함)를 형성한 후 이를 이용한 식각을 실시하여 게이트절연막 및 폴리실리콘층(29)의 일부를 제거하여 게이트(29)를 정의한 다음 제 2 마스크를 제거한다. 이렇게 정의된 게이트(29)는 제 2 도전형인 n+ 형 불순물매몰층(26)과 제 1 방향으로 평행하게 형성되며, 전술한 바와 같이 제 1 도전형인 p 형 불순물로 도핑되어 있다.Next, a second mask having a predetermined length over a portion of the n + type impurity buried layer 26 of the second conductivity type and a portion of the n type epitaxial layer 23 of the second conductivity type to define a gate (not shown) After forming the etching process using the etching process to remove a portion of the gate insulating film and polysilicon layer 29 to define the gate 29, and then remove the second mask. The gate 29 defined as described above is formed in parallel with the n + type impurity buried layer 26 of the second conductivity type in the first direction and is doped with the p type impurity of the first conductivity type as described above.

그리고 종래의 이중확산방법(double diffusion)으로 제 2 도전형인 n+ 불순물매몰층(26)의 인(P) 이온과 게이트(29)에 도핑되어 있는 p 형 붕소이온이 제 2 도전형인 n 형 에피택샬층(23)의 상부 표면 근방에서 획산되게 하여 제 2 도전형으로서 고농도의 n+ 영역(26)과 p 영역(28)을 형성한다. 이때 n+ 영역(26)은 캐소우드(cathode, 26)가 되며 제 1 도전형의 p 영역(28)은 p형 베이스(28)가 된다. 이때 p 베이스(28)의 형성은 p 형 불순물로 도핑된 게이트(29)로 부터 불순물이온의 확산이 이루어져 형성되고(self-aligned to gate), 또한 캐소우드(26)가 된 제 2 도전형의 n+ 영역(26)은 n 형 에피택샬층(23) 표면에 얕게 제 1 방향으로 고농도로 형성되어 있으므로 p 베이스(28)는 p+ 싱커층(27)과 연결되며 그(26) 하부 및 측면에 걸쳐서 게이트(29) 하부에 위치하게 된다.In addition, the p-type boron ions doped in the gate 29 and the phosphorus (P) ions of the second conductivity type n + impurity buried layer 26 are double n-type epitaxial, which is the second conductivity type. The high concentration n + region 26 and p region 28 are formed as the second conductivity type by being scattered near the upper surface of the shale layer 23. In this case, the n + region 26 becomes a cathode 26, and the p region 28 of the first conductivity type becomes the p-type base 28. At this time, the p base 28 is formed by diffusion of impurity ions from the gate 29 doped with p-type impurity (self-aligned to gate), and also of the second conductivity type that becomes the cathode 26. The n + region 26 is formed on the surface of the n-type epitaxial layer 23 at a high concentration in a shallow first direction, so that the p base 28 is connected to the p + sinker layer 27 and across the lower and side surfaces thereof. The gate 29 is positioned below.

그 다음 드리프트 영역(drift region)을 확보하면서 애노드 부위를 형성하기 위하여, 게이트(29) 또는 p 형 베이스(28)로부터 제 2 방향으로 소정의 간격을 벌리면서 제 1 방향으로 n 형 에피택샬층(23)의 일부를 길게 노출시키는 제 3 마스크패턴(도시 안함)을 일부소자가 형성된 부위를 포함하는 모든 n 형 에피택샬층(23)의 표면에 정의한다. 이때 제 3 마스크패턴은 제 1 방향으로 소정의 간격을 두고 교번적으로 n 형 에피택샬층(23)의 일부표면을 노출시킨다. 그리고 제 3 마스크패턴을 이온주입 보호마스크로 이용하여 이온주입을 제 1 도전형 불순물로 고농도로 실시하여 복수개의 애노드용 p+ 불순물 매몰층(24)을 교번적으로 형성한 다음 제 3 마스크패턴을 제거한다.Then, in order to form an anode portion while securing a drift region, the n-type epitaxial layer (in the first direction) is spaced a predetermined distance from the gate 29 or the p-type base 28 in the second direction. A third mask pattern (not shown) for exposing a portion of the part 23 for a long time is defined on the surfaces of all n-type epitaxial layers 23 including the part where the elements are formed. In this case, the third mask pattern alternately exposes a part of the surface of the n-type epitaxial layer 23 at predetermined intervals in the first direction. Using a third mask pattern as an ion implantation protection mask, ion implantation is performed at a high concentration with a first conductivity type impurity to alternately form a plurality of anode p + impurity embedding layers 24, and then remove the third mask pattern. do.

그리고, 제 3 마스크패턴과 제 2 방향으로는 동일한 형태를 가지면서 단지 제 1 방향으로 이온주입되지 아니한 부위를 노출시키는 제 4 마스크패턴(도시 안함)을 정의한 다음 이를 이용한 제 2 도전형 불순물 이온주입을 고농도로 실시하여 애노드용 n+ 형 불순물 매몰층(25)을 교번적으로 형성한다.In addition, a fourth mask pattern (not shown) having the same shape in the third mask pattern and the second direction and exposing only the portions which are not ion implanted in the first direction is defined, and then the second conductivity type impurity ion implantation using the same is used. Is carried out at a high concentration to alternately form an anode n + type impurity buried layer 25.

그다음 열처리를 실시하여 불순물 매몰층(24, 25)의 이온들이 충분히 확산되게 하여 교번적으로 배열된 애노드용 p+/n+ 졍션(24, 25)을 형성한다.Heat treatment is then performed to allow the ions in the impurity buried layers 24, 25 to sufficiently diffuse to form alternately arranged p + / n + cushions 24, 25 for the anode.

그리고 형성된 소자들을 포함하는 n 형 에피택샬층(23) 전면에 절연층(도시 안함)을 형성한 다음, 절연층의 일부를 제 1 방향으로 제거하여 캐소우드용 n+ 영역(26) 및 p+ 싱커층(27)에 걸친 표면 부위와 복수개의 애노드용 p+ 영역(24) 및 애노드용 n+ 영역(25)의 일부를 개방시킨 후 알루미늄을 증착하여 캐소우드용 배선(211)과 애노드용 배선(210)을 각각 제 1 방향으로 형성한다. 이때 캐소우드용 배선은 게이트(29)와 격리되게 형성한다.Then, an insulating layer (not shown) is formed on the entire surface of the n-type epitaxial layer 23 including the formed elements, and then a portion of the insulating layer is removed in the first direction so that the cathode n + region 26 and the p + sinker layer are formed. After opening part of the surface portion and the plurality of anode p + regions 24 and anode n + regions 25 over (27), aluminum is deposited to deposit the cathode wiring 211 and the anode wiring 210. It forms in a 1st direction, respectively. At this time, the wiring for the cathode is formed to be isolated from the gate (29).

따라서, 본 발명에서는 반도체장치의 바이폴라트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 양극(cathode)의 활성영역을 복수의 p+/n+ 졍션으로 형성하여 교대로 배열하므로서 종래구조에 비해 소자면적이 감소되고 턴-오프 동작속도가 향상된 스위칭 특성을 갖는 장점을 제공한다.Accordingly, the present invention relates to a bipolar transistor of a semiconductor device and a method for manufacturing the same. In particular, the active area of a cathode is formed by a plurality of p + / n + captions and arranged alternately, thereby reducing the device area and turning the structure. Off-speed operation provides the advantage of improved switching characteristics.

Claims (11)

제 1 도전형 반도체 기판과,A first conductivity type semiconductor substrate, 상기 제 1 도전형 기판 위에 형성된 제 1 도전형 반도체층과,A first conductivity type semiconductor layer formed on the first conductivity type substrate, 상기 제 1 도전형 에피택샬층 위에 형성된 제 2 도전형 반도체층과,A second conductivity type semiconductor layer formed on the first conductivity type epitaxial layer, 상기 제 2 도전형 반도체층 상부표면 하단의 소정 부위에 고농도로 도핑되어 제 1 방향으로 형성된 제 1 도전형 싱커층(sinker)과,A first conductive sinker layer (sinker) formed in a first direction by being doped at a high concentration on a lower portion of an upper surface of the upper surface of the second conductive semiconductor layer; 상기 제 1 도전형 싱커층 우측 상단부에 연결되며 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 소정의 폭을 갖도록 상기 제 1 방향으로 저농도로 형성된 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역과,A first conductivity type impurity diffusion region for cathodes connected to the upper right end of the first conductivity type sinker layer and formed at a low concentration in the first direction to have a predetermined width in a second direction perpendicular to the first direction; 상기 제 1 도전형 싱커층 우측상부 표면 하단과 이와 연결되어 상기 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역의 일부 상단에 걸쳐서 얕은 두께를 가지며 제 1 방향으로 고농도로 형성된 캐소우드용 제 2 도전형불순물 확산 영역과,The second conductive impurity for cathode, which is connected to the lower surface of the upper right side of the first conductive sinker layer and has a shallow thickness over a part of the upper portion of the first conductive impurity diffusion region for cathode, is formed in a high concentration in the first direction. Diffusion area, 상기 캐소우드용 제 2 도전형 불순물확산영역의 일부 및 상기 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역을 덮으며 상기 제 1 방향으로 위치하는 게이트절연막과,A gate insulating film covering a portion of the second conductivity type impurity diffusion region for the cathode and the first conductivity type impurity diffusion region for the cathode and positioned in the first direction; 상기 게이트절연막과 동일한 패턴으로 상기 제 1 방향으로 상기 게이트절연막 위에 제 1 도전형으로 도핑된 게이트와,A gate doped with a first conductivity type on the gate insulating film in the first direction in the same pattern as the gate insulating film; 상기 캐소우드용 제 2 도전형 불순물확산영역의 표면일부와 상기 제 1 도전형 싱커층 표면을 덮으며 상기 게이트와 격리되게 상기 제 1 방향으로 형성된 제 1 배선과,First wiring formed in the first direction to cover a portion of the surface of the second conductivity type impurity diffusion region for the cathode and the surface of the first conductivity type sinker layer, and to be isolated from the gate; 상기 제 2 방향으로 상기 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역과 소정의 간격을 띄우고 상기 제 2 도전형 반도체층 상부표면 및 하단에 상기 제 1 방향으로 각각 교번적으로 접합을 이루며 고농도로 형성된 복수개의 애노드용 제 1 도전형 불순물확산영역 및 애노드용 제 2 도전형 불순물확산영역과,A plurality of high concentrations are formed at a predetermined distance from the first conductive impurity diffusion region for the cathode in the second direction and alternately bonded to the upper and lower surfaces of the second conductive semiconductor layer in the first direction, respectively. First conductive impurity diffusion regions for anodes and second conductive impurity diffusion regions for anodes, 상기 복수개의 애노드용 제 1 도전형 불순물확산영역 및 애노드용 제 2 도전형 불순물확산영역의 일부 표면 위에 상기 제 1 방향으로 형성된 제 2 배선으로 이루어진 반도체장치의 IGBT.An IGBT of a semiconductor device comprising a plurality of first conductive impurity diffusion regions for the anode and a second wiring formed in the first direction on a part of a surface of the second conductive impurity diffusion region for the anode. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 도전형 에피택샬층의 저항은 60-90 ohm-cm 로 하는 것이 특징인 반도체장치의 IGBT(insulated-gate bipolar transistor).The insulated-gate bipolar transistor (IGBT) of a semiconductor device according to claim 1, wherein the resistance of the first conductivity type epitaxial layer is 60-90 ohm-cm. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 도전형 확산영역은 제 1 도전형 베이스인 것이 특징인 반도체장치의 IGBT.The IGBT of claim 1, wherein the first conductivity type diffusion region is a first conductivity type base. 청구항 1 에 있어서, 상기 제 2 도전형 에피택샬층에서 상기 캐소우드용 제 1 도전형 불순물확산영역과 복수의 상기 애노드용 제 1 불순물 확산영역 및 제 2 불순물확산영역의 상기 제 2 방향으로의 간격은 드리프트 영역(drift region)이 되는 것이 특징인 반도체장치의 IGBT.The method of claim 1, wherein the first conductive type impurity diffusion region for the cathode and the plurality of first impurity diffusion regions for the anode and the second impurity diffusion region in the second conductive epitaxial layer in the second direction IGBT of a semiconductor device characterized by being a drift region. 청구항 1 에 있어서, 상기 제 1 도전형은 p 형 불순물 이온으로 하고 상기 제 2 도전형은 n 형 불순물 이온으로 하는 것리 특징인 반도체장치의 IGBT.The IGBT of the semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type is a p-type impurity ion and the second conductivity type is an n-type impurity ion. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 반도체층은 각각 에피택샬층으로 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 IGBT.The IGBT of the semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive semiconductor layer and the second semiconductor layer each comprise an epitaxial layer. 제 1 도전형 반도체기판 위에 제 1 도전형 반도체층 형성하는 단계와,Forming a first conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor substrate; 상기 제 1 도전형 반도체층 위에 제 2 도전형 반도체층을 형성하는 단계와,Forming a second conductive semiconductor layer on the first conductive semiconductor layer; 상기 제 2 도전형 반도체층의 표면 및 내부에 고농도의 제 1 도전형 싱커층(sinker)을 제 1 방향으로 형성하는 단계와,Forming a first conductive sinker layer having a high concentration on the surface and the inside of the second conductive semiconductor layer in a first direction; 상기 제 1 도전형 싱커층을 포함하는 상기 제 2 도전형 반도체층위에 게이트절연막을 형성하는 단계와,Forming a gate insulating film on the second conductive semiconductor layer including the first conductive sinker layer; 상기 게이트절연막 위에 제 1 도전형 도전층을 형성하는 단계와,Forming a first conductivity type conductive layer on the gate insulating film; 상기 제 1 도전형 싱커층의 상부 얕은 표면 및 이와 연결된 상기 제 2 도전형 반도체층 얕은 표면 일부에 고농도의 캐소우드용 제 2 도전형 불순물매몰층을 상기 제 1 방향으로 형성하는 단계와,Forming a second concentration impurity buried layer for cathode in the first direction on the upper shallow surface of the first conductive sinker layer and a portion of the shallow surface of the second conductive semiconductor layer connected thereto; 상기 캐소우드용 제 2 도전형 불순물매몰층의 일부 상측 및 상기 제 2 도전형 반도체층의 일부 상측에만 상기 게이트절연막 및 상기 제 1 도전형 도전층의 일부를 잔류시켜 게이트를 정의하는 단계와,Defining a gate by remaining a portion of the gate insulating layer and the first conductive type conductive layer only on a portion of the second conductive impurity buried layer for the cathode and a portion of the second conductive semiconductor layer only; 상기 게이트로 부터 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 소정의 간격을 두고 상기 제 2 도전형 반도체층의 표면 및 하부에 복수개의 고농도 애노드용 제 1 도전형 확산영역/제 2 도전형 확산영역 졍션을 상기 제 1 방향으로 형성하는 단계와,A plurality of first conductivity type diffusion regions / second conductivity type diffusion regions for a plurality of high-concentration anodes on the surface and the bottom of the second conductivity-type semiconductor layer at predetermined intervals from the gate in a second direction perpendicular to the first direction Forming a cushion in the first direction; 상기 제 1 도전형 기판의 전면에 절연층을 형성하는 단계와,Forming an insulating layer on an entire surface of the first conductivity type substrate; 상기 절연층의 일부를 상기 제 1 방향으로 제거하여 상기 캐소우드용 제 2 도전형 확산 영역 및 상기 제 1 도전형 싱커층에 걸친 표면 부위와 복수개의 상기 애노드용 제 1 도전형 확산영역/제 2 도전형 확산영역 졍션의 일부 표면에 상기 게이트와 절연된 캐소우드용 배선과 애노드용 배선을 각각 상기 제 1 방향으로 형성하는 단계로 이루어진 반도체장치의 IGBT 제조방법.A portion of the insulating layer is removed in the first direction so that a surface portion over the second conductive diffusion region for the cathode and the first conductive sinker layer and a plurality of first conductive diffusion regions / seconds for the anode are provided. Forming a cathode wiring and an anode wiring insulated from the gate on a part of a conductive diffusion region section, respectively, in the first direction. 청구항 7 에 있어서, 상기 제 1 도전형 도전층은 제 1 도전형 불순물이온이 도핑된 폴리실리콘층을 저압화학기상증착법으로 증착하여 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 IGBT 형성방법.The method of claim 7, wherein the first conductive conductive layer is formed by depositing a polysilicon layer doped with a first conductive impurity ion by low pressure chemical vapor deposition. 청구항 7 에 있어서, 상기 복수개의 애노드용 제 1 도전형 확산영역/제 2 도전형 확산영역 졍션은,The method according to claim 7, wherein the plurality of anode first conductive diffusion region / second conductive diffusion region section, 상기 게이트로부터 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 소정의 간격을 두고 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 도전형 반도체층의 일부만을 길게 노출시키는 제 1 마스크패턴을 정의하는 단계와,Defining a first mask pattern exposing only a portion of the second conductivity type semiconductor layer in the first direction at a predetermined interval in a second direction perpendicular to the first direction from the gate; 상기 제 1 마스크패턴을 이온주입 보호마스크로 이용하여 이온주입을 제 1 도전형 불순물로 고농도로 실시하여 복수개의 애노드용 제 1 도전형 불순물 매몰층을 교번적으로 형성하는 단계와,Alternately forming a plurality of first conductive impurity buried layers for the anode by performing ion implantation with a first conductive impurity at a high concentration using the first mask pattern as an ion implantation protection mask; 상기 제 1 마스크패턴을 제거하는 단계와,Removing the first mask pattern; 상기 제 1 마스크패턴과 상기 제 2 방향으로는 동일한 형태를 가지면서 단지 상기 제 1 방향으로 이온주입되지 아니한 부위를 노출시키는 제 2 마스크패턴을 정의하는 단계와,Defining a second mask pattern having the same shape in the first mask pattern and the second direction and exposing a portion which is not ion-implanted in the first direction; 상기 제 2 마스크패턴을 이를 이용한 제 2 도전형 불순물 이온주입을 고농도로 실시하여 상기 애노드용 제 2 도전형 불순물 매몰층을 교번적으로 형성하는 단계와,Alternately forming a second conductive impurity buried layer for the anode by performing a second conductive impurity ion implantation using the second mask pattern at a high concentration; 상기 제 1 도전형 반도체기판에 열처리를 실시하는 단계로 이루어지는 것이 특징인 반도체장치의 IGBT 제조방법.IGBT manufacturing method of a semiconductor device characterized in that it comprises the step of performing a heat treatment on the first conductive semiconductor substrate. 청구항 9 에 있어서, 상기 제 1 마스크패턴은 상기 제 1 방향으로 소정의 간격을 두고 교번적으로 상기 제 2 도전형 반도체층의 일부표면을 노출시키는 것이 특징인 반도체장치의 IGBT 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the first mask pattern alternately exposes a portion of the surface of the second conductivity-type semiconductor layer at predetermined intervals in the first direction. 청구항 9 에 있어서, 상기 제 1 도전형, 상기 제 2 도전형 반도체층은 에피택샬 성장으로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 IGBT 제조방법.The method of claim 9, wherein the first conductive type and the second conductive type semiconductor layers are formed by epitaxial growth.
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