KR101452091B1 - 전력 반도체 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 도전형을 가지는 드리프트 층; 상기 드리프트 층의 상부에 형성되며, 제2 도전형을 가지는 바디 층; 상기 드리프트 층의 하부에 형성되는, 제2 도전형의 콜랙터 층; 상기 바디 층과 드리프트 층의 일부를 관통하여 형성되는 제1 게이트; 상기 바디 층에 형성되며, 상기 제1 게이트와 이격되어 형성되는 제1 도전형을 가지는 에미터 층; 상기 바디 층 및 상기 에미터 층의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트의 상부에 평판형으로 형성되는 제2 게이트;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 게이트와 상기 바디 층, 상기 에미터 층 및 상기 드리프트 층이 접하는 사이에 형성되는 석출 저지층을 포함하는 전력 반도체 소자에 관한 것이다.

Description

전력 반도체 소자 및 그 제조 방법{Power semiconductor device and fabricating of the same}
본 발명은 전력 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT; Insulated Gate Bipolar Transistor)란 게이트를 MOS(Metal Oxide Semiconductor)를 이용하여 제작하고, 후면에 p 형의 콜랙터층을 형성시킴으로써 바이폴라(bipolar)를 갖는 트랜지스터를 의미한다.
종래 전력용 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이 개발된 이후, MOSFET은 고속의 스위칭 특성이 요구되는 영역에서 사용되어 왔다.
하지만, MOSFET은 구조적 한계로 인해 높은 전압이 요구되는 영역에서는 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor), 싸이리스터(thyristor), GTO(Gate Turn-off Thyristors) 등이 사용되어 왔었다.
IGBT는 낮은 순방향 손실과 빠른 스위칭 스피드를 특징으로 하여, 기존의 싸이리스터(thyristor), 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 등으로는 실현이 불가능하였던 분야를 대상으로 적용이 확대되어 가고 있는 추세이다.
IGBT의 동작 원리를 살펴보면, IGBT 소자가 온(on)된 경우에 양극(anode)에 음극(cathode)보다 높은 전압이 인가되고, 게이트 전극에 소자의 문턱 전압보다 높은 전압이 인가되면, 상기 게이트 전극의 하단에 위치하는 p형의 바디 영역의 표면의 극성이 역전되어 n형의 채널(channel)이 형성된다.
채널(channel)을 통해 드리프트(drift) 영역으로 주입된 전자 전류는 바이폴라 트랜지스터(bipolar transistor)의 베이스(base) 전류와 마찬가지로 IGBT 소자의 하부에 위치하는 고농도의 p형의 콜랙터층으로부터 정공(hole) 전류의 주입을 유도한다.
이러한 소수 캐리어(carrier)의 고농도 주입으로 인해 드리프트(drift) 영역에서의 전도도가 수십에서 수백배 증가하는 전도도 변조(conductivity modulation)가 발생하게 된다.
MOSFET과 달리 전도도 변조로 인하여 드리프트 영역에서의 저항 성분이 매우 작아지므로, 매우 큰 고압에서의 응용이 가능하다.
음극으로 흐르는 전류는 채널을 통해 흐르는 전자 전류와 p형의 바디와 n형의 드리프트 영역의 접합을 통해 흐르는 정공 전류로 나누어진다.
IGBT는 기판의 구조상 양극과 음극 간의 pnp 구조이므로 MOSFET과 달리 다이오드(diode)가 내장되어 있지 않으므로 별도의 다이오드를 역 병렬로 연결해주어야 한다.
이러한 IGBT는 크게 내압(blocking voltage) 유지, 도통 손실의 감소 및 스위칭 속도의 증가를 주요 특성으로 한다.
종래에는 IGBT에 요구되는 전압의 크기가 증가하는 추세이며, 이와 함께 소자의 내구성이 높아질 것이 요구된다.
하지만, 소자의 소형화에 따라, 전압의 크기가 증가하는 경우에 소자의 구조에 의해 래치업(latch-up)이 발생하여 소자가 파괴되기 쉽다.
래치업(latch-up)이란 IGBT에 구조적으로 존재하는 pnpn 기생 싸이리스터(thyristor)가 동작하는 경우, IGBT는 더 이상 게이트(gate)에 의한 조절이 되지 않는 상태가 되어, 막대한 전류가 IGBT로 흘러 들어가 소자가 과열되어 파괴되는 것을 의미한다.
또한, 소자의 소형화에 따라 IGBT에서 단락(short circuit)이 발생하게 된다.
단락(short circuit)은 소자가 연결된 부하, 예를 들어 모터와 같은 유도성 부하일 경우에 많이 발생하는 것으로서, IGBT에 큰 전압이 인가되어 있는 상태에서 게이트에 전류가 인가되어 IGBT에 대전압, 대전류가 동시에 인가되는 경우를 의미한다.
IGBT의 단락 내량(short circuit immunity)은 상기한 단락 상태에서 소자가 파괴되지 않고 견디는 시간으로 평가된다.
따라서, IGBT의 소형화 및 신뢰성을 확보하기 위해서는 래치업(latch-up)에 대한 강건성 확보 및 단락 내량(short circuit immunity)를 증가시키는 방안이 필요하다.
하기의 선행기술문헌에 기재되어 있는 특허문헌 1은 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT; Insulated Gate Bipolar Transistor)에 관한 발명이다.
다만, 하기의 특허문헌 1은 본원 발명과 같이 게이트 산화막의 표면에 석출 저지층을 형성시키지 않았으며, 소자의 온(on) 동작 시에 게이트 표면에 형성되는 채널(channel)의 길이를 증가시키기 위한 구조도 개시되어 있지 않아, 본 발명과 차이가 있다.
한국 공개특허공보 제2012-0068701호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 게이트 산화막의 표면에 석출 저지층을 더 포함하는 전력 반도체 소자를 제공하는 것이다.
또한, 소자의 온(on) 동작 시에 게이트 표면에 형성되는 채널(channel)의 길이가 증가된 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자는 제1 도전형을 가지는 드리프트 층; 상기 드리프트 층의 상부에 형성되며, 제2 도전형을 가지는 바디 층; 상기 드리프트 층의 하부에 형성되는, 제2 도전형의 콜랙터 층; 상기 바디 층과 드리프트 층의 일부를 관통하여 형성되는 제1 게이트; 상기 바디 층에 형성되며, 상기 제1 게이트와 이격되어 형성되는 제1 도전형을 가지는 에미터 층; 상기 바디 층 및 상기 에미터 층의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트의 상부에 평판형으로 형성되는 제2 게이트;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 게이트와 상기 바디 층, 상기 에미터 층 및 상기 드리프트 층이 접하는 사이에 형성되는 석출 저지층을 포함할 수 있다.
상기 석출 저지층은 실리콘 질화물(SiN) 일 수 있다.
상기 석출 저지층의 두께는 0.1 내지 10 nm 일 수 있다.
상기 에미터 층은 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 하여 형성될 수 있다.
상기 제1 게이트와 상기 제2 게이트의 사이에 게이트 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 드리프트 층과 상기 콜랙터 층의 사이에 제1 도전형의 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 에미터 층의 상부에 형성되며, 상기 에미터 층과 전기적으로 연결되는 에미터 금속층; 및 상기 콜랙터 층의 하부에 형성되며, 상기 콜랙터 층과 전기적으로 연결되는 콜랙터 금속층;을 더 포함할 수 있다.
제 1 도전형은 n형이며, 제2 도전형은 p형일 수 있다.
본원 발명의 일 실시형태에 따른 전력 반도체 소자의 제조 방법은 제1 도전형을 가지는 드리프트 층을 마련하는 단계; 상기 드리프트 층의 상부에 제2 도전형의 바디 층을 형성시키는 단계; 상기 바디 층과 상기 드리프트 층의 일부를 관통하도록, 제1 게이트를 형성하는 단계; 상기 제1 게이트의 표면에 석출 저지층을 형성시키는 단계; 상기 석출 저지층이 형성된 제1 게이트에 게이트 절연층을 형성하고, 폴리 실리콘을 충진하는 단계; 상기 바디 층에 상기 제1 게이트와 이격되도록 제1 도전형을 가지는 에미터 층을 형성하는 단계; 상기 바디 층 및 상기 에미터 층의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트의 상부에 평판형으로 제2 게이트를 형성하는 단계; 및 상기 드리프트 층의 하부에 콜랙터 층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 석출 저지층은 실리콘 질화물(SiN) 일 수 있다.
상기 석출 저지층의 두께는 0.1 내지 10 nm 일 수 있다.
상기 에미터 층을 형성하는 단계는 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 수행할 수 있다.
제2 게이트를 형성하는 단계를 수행하기 전에, 상기 제1 게이트와 상기 제2 게이트의 사이에 게이트 절연막을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 콜랙터 층을 형성하는 단계를 수행하기 전에, 상기 드리프트 층과 상기 콜랙터 층의 사이에 제1 도전형의 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 게이트를 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 에미터 층의 상부에 상기 에미터 층과 전기적으로 연결되는 에미터 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 콜랙터 층을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 콜랙터 층의 하부에 상기 콜랙터 층과 전기적으로 연결되는 콜랙터 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제 1 도전형은 n형이며, 제2 도전형은 p형일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 소자의 온(on) 동작 시에 게이트 표면에 형성되는 채널(channel)의 길이가 증가된 구조를 가짐으로써, 채널(channel)의 저항을 증가시킬 수 있다.
이에 따라, 전력 반도체 소자의 단락 내량(short circuit immunity)를 증가되고, 전력 반도체 소자의 신뢰성이 향상된다.
또한, 게이트 산화막의 표면에 석출 저지층을 더 포함하여, 채널(channel)의 길이가 증가함에 따라 발생할 수 있는, 붕소 석출(boron segregation) 현상을 방지함으로써, 게이트 도통 전압(Vth)이 불안정해지는 것을 방지할 수 있다.
게이트 도통 전압(Vth)이 불안정해지는 것을 방지함에 따라, 콜랙터 전류의 떨림(ripple) 현상을 막아, 전력 반도체 소자의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 게이트 산화막의 표면에 석출 저지층을 형성시킴으로써, 게이트 유전율이 기존의 게이트 산화막만 사용한 경우에 비해 감소하여, 게이트 도통 전압(Vth)가 상승하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본원 발명의 각 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 도 2의 A-A`의 단면도이다.
도 4는 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 도 2의 B-B`의 단면도이다.
도 5는 본원 발명의 제2 실시 형태에 따른 도 2의 A-A`의 단면도이다.
도 6은 본원 발명의 제3 실시 형태에 따른 도 2의 A-A`의 단면도이다.
도 7은 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자의 개략적인 제조 공정을 도시한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
전력용 스위치는 전력용 MOSFET, IGBT, 여러 형태의 사이리스터 및 이와 유사한 것들 중 어느 하나에 의해 구현될 수 있다. 여기에 개시된 신규한 기술들 대부분은 IGBT를 기준으로 설명된다. 그러나 여기에서 개시된 본 발명의 여러 실시예들이 IGBT로 한정되는 것은 아니며, 예컨대 다이오드 외에도, 전력용 MOSFET과 여러 형태의 싸이리스터를 포함하는 다른 형태의 전력용 스위치 기술에도 대부분 적용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 여러 실시예들은 특정 p형 및 n형 영역을 포함하는 것으로 묘사된다. 그러나 여기에서 개시되는 여러 영역의 도전형이 반대인 소자에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다는 것은 당연하다.
또, 여기서 사용되는 n형, p형은 제1 도전형 또는 제2 도전형이라고 정의될 수 있다. 한편, 제1 도전형, 제2 도전형은 상이한 도전형을 의미한다.
또, 일반적으로, '+'는 고농도로 도핑된 상태를 의미하고, '-'는 저농도로 도핑된 상태를 의미한다.
도 1은 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본원 발명의 각 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 도 2의 A-A`의 단면도이며, 도 4는 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 도 2의 B-B`의 단면도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본원 발명의 일 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자에 대해서 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자(100)는 제1 도전형을 가지는 드리프트 층(110); 상기 드리프트 층(110)의 상부에 형성되며, 제2 도전형을 가지는 바디 층(120); 상기 드리프트 층(110)의 하부에 형성되는, 제2 도전형의 콜랙터 층(160); 상기 바디 층(120)과 드리프트 층(110)의 일부를 관통하여 형성되는 제1 게이트(140); 상기 바디 층(120)에 형성되며, 상기 제1 게이트(140)와 이격되어 형성되는 제1 도전형을 가지는 에미터 층(130); 상기 바디 층(120) 및 상기 에미터 층(130)의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트(140)의 상부에 평판형으로 형성되는 제2 게이트(140);를 포함하고, 상기 제1 및 제2 게이트(140, 140)와 상기 바디 층(120), 상기 에미터 층(130) 및 상기 드리프트 층(110)이 접하는 사이에 형성되는 석출 저지층(145)을 포함할 수 있다.
전력 반도체 소자의 이상적인 내압은 기본적으로 드리프트층(110)의 두께와 불순물의 농도에 의해 결정된다.
내압을 향상시키기 위해서는 두께를 증가시키고, 불순물의 농도를 감소시켜야 하는데, 이럴 경우 전력 반도체 소자의 Vce(sat)이 증가하므로 조건의 적정화가 필요하다.
또한, 칩 가장자리에서의 전계 집중을 완화시켜 원자재에 의한 내압을 유지하기 위한 처리가 필요하므로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자는 전계제한링(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 바디 층(120)은 제2 도전형을 가지며, 상기 드리프트 층(110)의 상부에 형성될 수 있다.
상기 바디 층(120)은 에피택셜(epitaxial) 방법으로 상기 드리프트 층(110)의 상부에 형성될 수 있다.
상기 제1 게이트(140)는 포토 레지스트를 이용하여, 상기 바디층을 관통하고, 상기 드리프트층의 일부를 관입하여 형성될 수 있다.
상기 제1 게이트(140)은 드리프트(110), 바디층(120)과 접하는 면에 게이트 절연층(142)과 석출 저지층(145)이 형성될 수 있다.
상기 제1 게이트(140)의 내부에는 폴리실리콘 또는 금속이 채워질 수 있다.
상기 제1 게이트(140)는 소자의 온(on) 동작 시에 상기 제1 게이트(140)와 접하는 상기 바디층(120)에 채널을 형성시킬 수 있다.
상기 에미터 층(130)은 제1 도전형을 가지며, 상기 바디 층(120)의 상부에 형성되고, 상기 제1 게이트(140)와 이격되어 형성될 수 있다.
상기 제2 게이트(140)는 상기 에미터 층(130)의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트(140)의 상부에 평판형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 에미터 층(130) 및 상기 바디층(120)과 상기 제2 게이트의 사이에는 면에 게이트 절연층(144)과 석출 저지층(145)이 형성될 수 있다.
상기 제2 게이트(140)의 내부에는 폴리실리콘 또는 금속이 채워질 수 있다.
상기 제2 게이트(140)는 소자의 온(on) 동작 시에 상기 제1 게이트와 상기 에미터층(130)이 이격된 부분에 위치하는 바디층(120)에 채널을 형성시킬 수 있다.
본원 발명의 일 실시형태에 따른 전력 반도체 소자는 게이트(140)의 형태가 MOS(Metal Oxide Semiconductor)의 형태를 취하고 있어, 게이트(140)에 전압이 인가되는 경우, 바디 층에 도 3의 점선과 같이 채널이 형성됨으로써 작동하게 된다.
즉, 게이트(140) 내부의 폴리실리콘 또는 금속과 전기적으로 연결된 게이트 전극에 소자의 문턱 전압보다 높은 전압이 인가되면 전극 하단의 바디 층(120)의 표면에 극성이 역전되어, 채널이 형성되고, 이로써 트랜지스터로써 작동하게 된다.
본원 발명의 일 실시 형태에 따른 전력반도체 소자는 에미터 층(130)이 제1 게이트(140)와 이격되어 형성될 수 있다.
따라서, 소자의 온(on) 동작 시에 바디층(120)에 형성되는 채널의 길이가 종래의 전력 반도체 소자에 비해 길어질 수 있다.
즉, 도 3의 확대도를 보면, 점선과 제1 게이트(140) 사이의 영역에 채널이 형성됨으로써, 종래의 전력 반도체 소자가 에미터 층(130)과 제1 게이트(140)가 접하여 형성되는 경우의 채널 길이에 비해 길어지게 된다.
채널 길이가 증가하는 경우, 채널의 전체적인 저항을 증가시킬 수 있다.
채널의 저항이 증가되는 경우, 단락 내량(short circuit immunity)가 증가하게 되어, 전력 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있다.
일반적으로, 게이트 절연층(142, 144)는 실리콘 산화물(SiO2)를 이용하여 형성되며, 상기 바디 층(120)의 불순물은 붕소(boron)을 주입하여 조절하게 된다.
실리콘 산화물(SiO2)와 상기 바디 층(120)의 보론(boron)이 접하는 경우, 상기 실리콘 산화물(SiO2)의 표면에서 붕소의 석출 현상이 발생하게 된다.
본원 발명의 경우, 채널 길이를 증가시키기 위한 구조에서 제1 게이트와 제2 게이트가 만나는 지점의 꺽인 부분에서 이러한 붕소의 석출 현상이 심화된다.
붕소의 석출현상이 증가함에 따라서, 게이트 도통 전압(Vth)는 제1 게이트와 제2 게이트가 만나는 지점에서 가장 낮은 값을 가지게 된다.
다시 말해, 소자의 온(on) 동작 시에 형성된 채널을 따라서 Vth가 일정하지 않은데, 이는 채널 길이를 증가시킨 전력 반도체 소자가 단락 모드(short circuit mode)에서 작동할 때, 고 전류의 흐름으로 인한 Vth의 불안정성이 증가하게 되는 것을 의미한다.
Vth의 불안정성은 콜랙터 전류의 떨림(ripple) 현상을 더욱 촉진 시킬 수 있고, 이는 전력 반도체 소자의 단락 내량(short circuit immunity)의 불안정한 상태를 야기할 수 있다.
따라서, 게이트(140)와 바디 층(120)이 접하는 사이에 석출 저지층(145)를 위치시킴으로써, 단락 내량(short circuit immunity)의 안정성을 확보할 수 있다.
상기 석출 저지층(145)은 상기 바디 층(120)에 주입된 불순물이 석출하는 것을 저지할 수 있는 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게, 상기 석출 저지층(145)은 실리콘 질화물(SiN) 일 수 있다.
본원 발명과 같이 게이트(140)와 바디 층(120)의 사이에 실리콘 질화물과 실리콘 산화물의 이중막으로 구성하면, Vth의 불안정성을 감소시킬 수 있다.
즉, 상기 석출 저지층(145)이 붕소가 실리콘 산화물로 석출되는 것을 막아줌으로써, 소자의 온(on) 동작시에 채널을 따라서 일정한 Vth 값을 가질 수 있게 할 수 있다.
또한, 실리콘 질화물을 이용함으로써, 게이트 유전용량(gate capacitance)이 기존의 구조에 비해 줄어들 게 된다.
따라서, 게이트 유전용량이 감소함에 따라서, Vth가 상승하는 효과를 가질 수 있다.
상기 석출 저지층(145)의 두께는 0.1 내지 10 nm 일 수 있다.
상기 콜랙터층(160)은 소자가 온(on) 동작시에 바디 층(120)에 형성된 채널을 통해 주입된 전자 전류가 상기 콜랙터층(160)으로부터의 정공(hole) 전류의 주입을 유도하여 소수 캐리어(carrier)의 고농도 주입이 일어나기 때문에 드리프트 층(110)의 전도도가 수십에서 수백배 증가하는 전도도 변조(conductivity modulation)가 발생한다.
따라서, 상기 전도도 변조로 인하여 드리프트층(110)에서의 저항 성분이 매우 작아져서 고압에서의 응용이 가능하게 된다.
상기 제1 게이트(140)와 상기 제2 게이트(140)의 사이에 게이트 절연막(144)을 더 포함할 수 있다.
도 5는 본원 발명의 제2 실시 형태에 따른 도 2의 A-A`의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본원 발명의 제2 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자는 상기 드리프트 층(110)과 상기 콜랙터 층(160)의 사이에 제1 도전형의 버퍼층(150)을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(150)은 필드 스톱(Field Stop) 기능을 제공할 수 있다.
따라서, 본 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자는 버퍼층(150)이 없는 경우에 비하여 같은 내압 조건에서 드리프트 층(110)을 더욱 얇게 할 수 있다.
상기 에미터 층(130)의 상부에 형성되며, 상기 에미터 층(130)과 전기적으로 연결되는 에미터 금속층(170); 및 상기 콜랙터 층(160)의 하부에 형성되며, 상기 콜랙터 층(160)과 전기적으로 연결되는 콜랙터 금속층(180);을 더 포함할 수 있다.
도 6은 본원 발명의 제3 실시 형태에 따른 도 2의 A-A`의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본원 발명의 제3 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자의 상기 에미터 층(130)은 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 하여 형성될 수 있다.
즉, 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 수행함으로써 주입된 불순물이 확산되는 깊이의 조절이 가능하다.
예를 들어, 충분한 양의 제1 도전형의 불순을 주입하고, 열처리 시간을 길게하여 에미터 층(130)을 형성하면, 확산은 주입 지점부터 구형으로 이루어지므로, 에미터 층(130)과 게이트(140)가 접하는 거리가 점점 길어지게 된다.
다시 말하자면, 게이트(140)와 에미터 층(130)이 접하는 거리가 점점 길어지는 것은, 소자의 온(on) 동작 시에 채널의 길이기 감소하는 것과 같다.
따라서, 본원 발명의 제3 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자는 제1 도전형의 불순물을 주입하는 양과 열처리 시간을 조절하여, 소자의 온(on) 동작 시에 형성되는 채널의 길이를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 각 실시 형태는 제1 게이트와 제2 게이트의 사이에 게이트 절연막을 더 포함할 수 있다.
제1 게이트와 제2 게이트 사이에 게이트 절연막을 포함함으로써, 제1 게이트와 제2 게이트가 별도로 작동되도록 구성할 수 있다.
따라서, 필요에 따라 저항 또는 전류를 조절하여, 단락 내량을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본원 발명의 제1 실시 형태에 따른 전력 반도체 소자의 개략적인 제조 공정을 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 본원 발명의 일 실시형태에 따른 전력 반도체 소자의 제조 방법은 제1 도전형을 가지는 드리프트 층(110)을 마련하는 단계(도 7a); 상기 드리프트 층(110)의 상부에 제2 도전형의 바디 층(120)을 형성시키는 단계(도 7b); 상기 바디 층(120)과 상기 드리프트 층(110)의 일부를 관통하도록, 제1 게이트(140)를 형성하는 단계(도 7c); 상기 제1 게이트(140)의 표면에 석출 저지층(145)을 형성시키는 단계(도 7c); 상기 석출 저지층(145)이 형성된 제1 게이트(145)에 게이트 절연층(142)을 형성(도 7d)하고, 폴리 실리콘 또는 금속을 충진하는 단계(도 7e); 상기 바디 층(120)에 상기 제1 게이트(140)와 이격되도록 제1 도전형을 가지는 에미터 층(130)을 형성하는 단계(도 7f); 상기 바디 층(120) 및 상기 에미터 층(130)의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트(140)의 상부에 평판형으로 제2 게이트(140)를 형성하는 단계(도 7f); 및 상기 드리프트 층(110)의 하부에 콜랙터 층(160)을 형성하는 단계(도 7h);를 포함할 수 있다.
상기 바디층(120)을 형성하는 단계(도 7b)는 상기 바디 층(120)은 에피텍셜(epitaxial) 방법으로 수행될 수 있다.
상기 바디 층(120)은 에피텍셜 방법으로 형성시켜, 적절한 높이를 가질 때까지 성장시킬 수 있다.
상기 제1 게이트를 형성하는 단계(도 7c)는 마스크를 이용하여, 상기 바디층(120)을 관통하고, 상기 드리프트 층(110)의 일부를 관입하도록 식각하여 수행될 수 있다.
상기 석출 저지층(145)을 형성하는 단계(도 7c)는 화학 진공 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 수행될 수 있다.
바람직하게, 석출 저지층(145)을 형성하는 단계(도 7c)는 Plasma enhanced CVD를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 석출 저지층(145)은 실리콘 질화물(SiN) 일 수 있다.
상기 석출 저지층(145)의 두께는 0.1 내지 10 nm 일 수 있다.
상기 에미터 층(130)을 형성하는 단계(도 7f)에 있어서, 상기 에미터 층(130)은 제1 게이트(140)와 이격되도록 형성시킬 수 있다.
따라서, 소자의 온(on) 동작 시에 바디층(120)에 형성되는 채널의 길이가 종래의 전력 반도체 소자에 비해 길어질 수 있다.
채널 길이가 증가하는 경우, 채널의 전체적인 저항을 증가시킬 수 있으며, 채널의 저항이 증가되는 경우에 단락 내량(short circuit immunity)가 증가하게 되어, 전력 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기 에미터 층(130)을 형성하는 단계(도 7f)는 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 수행할 수 있다.
상기 에미터 층(130)을 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 함으로써 주입한 불순물이 확산이 일어나게 된다.
따라서, 불순물의 주입량과 열처리 시간을 적절히 조절하여 채널 길이를 조절할 수 있으며, 나아가 채널의 저항을 조절할 수 있다.
상기 제2 게이트(140)를 형성하는 단계(도 7f)를 수행하기 전에, 상기 제1 게이트(140)와 상기 제2 게이트(140)의 사이에 게이트 절연막(144)을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 게이트(140)와 제2 게이트(140) 사이에 게이트 절연막(144)을 형성시킴으로써, 폴리 실리콘 또는 금속이 원하지 않는 부분으로 퍼지는 것을 예방할 수 있다.
즉, 소자의 온(on) 동작 시에 채널의 길이를 길게 하기 위해서는 되도록 제1 게이트(140)와 제2 게이트(140)가 직각으로 만나야 하는데, 전력 반도체 소자의 공정 중에 제1 게이트(140)와 제2 게이트(140)가 만나는 부분의 폴리 실리콘 또는 금속이 무너져 내리는 현상이 발생할 수 있다.
따라서, 제1 게이트(140)와 제2 게이트(140) 사이에 게이트 절연막(144)를 위치시킴으로써, 이러한 폴리 실리콘 또는 금속이 무너져 내리는 현상을 방지할 수 있다.
상기 제2 게이트(140)를 형성하는 단계(도 7f)를 수행한 후에, 상기 에미터 층(130)의 상부에 상기 에미터 층(130)과 전기적으로 연결되는 에미터 금속층(170)을 형성하는 단계(도 7g)를 더 포함할 수 있다.
상기 에미터 금속층(170)을 형성하는 단계를 수행한 뒤에, 상기 바디 층(110)의 후면을 적절히 제거하는 단계(도 7h)를 수행할 수 있다.
상기 바디 층(110)의 후면을 제거하는 단계(도 7h)는 그라인딩(grinding)을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 바디 층(110)의 두께를 줄임으로써, 내압을 조절하고 소자의 박형화를 도모할 수 있다.
상기 바디 층(110)의 후면을 제거한 뒤, 상기 바디층(110)의 하부에 제1 도전형의 버퍼층(150)을 형성하는 단계(도 7h)를 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(150)은 제1 도전형의 불순물을 주입하여 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(150)을 형성하는 단계(도 7h)를 수행한 후에, 상기 버퍼층(150)의 하부에 콜랙터 층(160)을 형성(도 7h)할 수 있다.
상기 콜랙터 층(160)을 형성하는 단계(도 7h)를 수행한 후에, 상기 콜랙터 층(160)의 하부에 상기 콜랙터 층(160)과 전기적으로 연결되는 콜랙터 금속층(180)을 형성하는 단계(도 7h)를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
110: 드리프트 층
120: 바디 층
130: 에미터 층
140: 게이트
145: 석출 저지층
150: 버퍼 층
160: 콜랙터 층
170: 에미터 금속층
180: 콜랙터 금속층

Claims (16)

  1. 제1 도전형을 가지는 드리프트 층;
    상기 드리프트 층의 상부에 형성되며, 제2 도전형을 가지는 바디 층;
    상기 드리프트 층의 하부에 형성되는, 제2 도전형의 콜랙터 층;
    상기 바디 층과 드리프트 층의 일부를 관통하여 형성되는 제1 게이트;
    상기 바디 층에 형성되며, 상기 제1 게이트와 이격되어 형성되는 제1 도전형을 가지는 에미터 층; 및
    상기 바디 층 및 상기 에미터 층의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트의 상부에 평판형으로 형성되는 제2 게이트;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 게이트와 상기 바디 층, 상기 에미터 층 및 상기 드리프트 층이 접하는 사이에 형성되며, 상기 바디층에 주입된 불순물이 석출하는 것을 저지할 수 있는 석출 저지층을 포함하는 전력 반도체 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 석출 저지층은 실리콘 질화물(SiN)인 전력 반도체 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 석출 저지층의 두께는 0.1 내지 10 nm 인 전력 반도체 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에미터 층은 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 하여 형성된 전력 반도체 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 게이트와 상기 제2 게이트의 사이에 게이트 절연막을 더 포함하는 전력 반도체 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 드리프트 층과 상기 콜랙터 층의 사이에 제1 도전형의 버퍼층을 더 포함하는 전력 반도체 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 에미터 층의 상부에 형성되며, 상기 에미터 층과 전기적으로 연결되는 에미터 금속층; 및
    상기 콜랙터 층의 하부에 형성되며, 상기 콜랙터 층과 전기적으로 연결되는 콜랙터 금속층;을 더 포함하는 전력 반도체 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 도전형은 n형이며, 상기 제2 도전형은 p형인 전력 반도체 소자.
  9. 제1 도전형을 가지는 드리프트 층을 마련하는 단계;
    상기 드리프트 층의 상부에 제2 도전형의 바디 층을 형성시키는 단계;
    상기 바디 층과 상기 드리프트 층의 일부를 관통하도록, 제1 게이트를 형성하는 단계;
    상기 제1 게이트의 표면에 상기 바디층에 주입된 불순물이 석출하는 것을 저지할 수 있는 석출 저지층을 형성시키는 단계;
    상기 석출 저지층이 형성된 제1 게이트에 게이트 절연층을 형성하고, 폴리 실리콘을 충진하는 단계;
    상기 바디 층에 상기 제1 게이트와 이격되도록 제1 도전형을 가지는 에미터 층을 형성하는 단계;
    상기 바디 층 및 상기 에미터 층의 상부의 일부를 덮으며, 상기 제1 게이트의 상부에 평판형으로 제2 게이트를 형성하는 단계; 및
    상기 드리프트 층의 하부에 콜랙터 층을 형성하는 단계;를 포함하는 전력 반도체 소자의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 석출 저지층은 실리콘 질화물(SiN)인 전력 반도체 소자의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 석출 저지층의 두께는 0.1 내지 10 nm 인 전력 반도체 소자의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 에미터 층을 형성하는 단계는 제1 도전형의 불순물을 주입한 후, 열처리를 수행하는 전력 반도체 소자의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    제2 게이트를 형성하는 단계를 수행하기 전에, 상기 제1 게이트와 상기 제2 게이트의 사이에 게이트 절연막을 형성시키는 단계를 더 포함하는 전력 반도체 소자의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 콜랙터 층을 형성하는 단계를 수행하기 전에, 상기 드리프트 층과 상기 콜랙터 층의 사이에 제1 도전형의 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전력 반도체 소자의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제2 게이트를 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 에미터 층의 상부에 상기 에미터 층과 전기적으로 연결되는 에미터 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 콜랙터 층을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 콜랙터 층의 하부에 상기 콜랙터 층과 전기적으로 연결되는 콜랙터 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전력 반도체 소자의 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 제 1 도전형은 n형이며, 상기 제2 도전형은 p형인 전력 반도체 소자의 제조 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023132005A1 (ja) * 2022-01-05 2023-07-13 キヤノン株式会社 光電変換装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001085686A (ja) 1999-09-13 2001-03-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2007110071A (ja) * 2005-09-16 2007-04-26 Denso Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
KR20100066481A (ko) * 2007-08-21 2010-06-17 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 차폐된 게이트 트렌치 전계 효과 트랜지스터 구조물 및 그 형성 방법
KR20110139646A (ko) * 2010-06-23 2011-12-29 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전력용 반도체장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4789560A (en) 1986-01-08 1988-12-06 Advanced Micro Devices, Inc. Diffusion stop method for forming silicon oxide during the fabrication of IC devices
DE19651108C2 (de) * 1996-04-11 2000-11-23 Mitsubishi Electric Corp Halbleitereinrichtung des Gategrabentyps mit hoher Durchbruchsspannung und ihr Herstellungsverfahren
US6303410B1 (en) 1998-06-01 2001-10-16 North Carolina State University Methods of forming power semiconductor devices having T-shaped gate electrodes
US6864532B2 (en) * 2000-01-14 2005-03-08 Denso Corporation Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP3640945B2 (ja) * 2002-09-02 2005-04-20 株式会社東芝 トレンチゲート型半導体装置及びその製造方法
WO2004032243A1 (en) 2002-10-04 2004-04-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Power semiconductor devices
EP1573798A1 (en) 2002-12-14 2005-09-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Manufacture of trench-gate semiconductor devices
GB0229210D0 (en) 2002-12-14 2003-01-22 Koninkl Philips Electronics Nv Method of manufacture of a trench semiconductor device
JP5656608B2 (ja) 2010-12-17 2015-01-21 三菱電機株式会社 半導体装置
WO2013007658A1 (en) 2011-07-14 2013-01-17 Abb Technology Ag Insulated gate transistor and method of production thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001085686A (ja) 1999-09-13 2001-03-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2007110071A (ja) * 2005-09-16 2007-04-26 Denso Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
KR20100066481A (ko) * 2007-08-21 2010-06-17 페어차일드 세미컨덕터 코포레이션 차폐된 게이트 트렌치 전계 효과 트랜지스터 구조물 및 그 형성 방법
KR20110139646A (ko) * 2010-06-23 2011-12-29 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전력용 반도체장치

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