IGBT器件及其制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103794645103794645A(43)申请公布日2014.05.14(21)申请号201210426232.4H01L29/06(2006.01)(22)申请日2012.10.30H01L21/331(2006.01)(71)申请人上海联星电子有限公司地址200120上海市浦东新区金桥路939号宏南投资大厦1513申请人中国科学院微电子研究所江苏中科君芯科技有限公司(72)发明人胡爱斌朱阳军卢烁今王波吴振兴田晓丽赵佳陆江(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人王宝筠(51)Int.Cl.H01L29/739(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书11页说明书11页附图3页附图3页(54)发明名称IGBT器件及其制作方法(57)摘要本发明实施例公开了一种IGBT器件，该IGBT器件的N型基极区背面的依次设置有第一N型缓冲层、第二N型缓冲层和第三N型缓冲层，其中所述第一N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第一N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度，所述第二N型缓冲层的掺杂杂质为第六主族元素离子，且所述第二N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度，并小于所述第一N型缓冲层的杂质浓度，所述第三N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第三N型缓冲层的杂质浓度大于第一N型缓冲层的杂质浓度。三个缓冲层可以分别独立优化IGBT器件的相关特性，获得更好的导通和关断的折中曲线，进而优化IGBT的开关特性，从而提高了IGBT的器件的整体性能。CN103794645ACN10379465ACN103794645A权利要求书1/3页1.一种IGBT器件，其特征在于，包括：N型基极区和位于所述N型基极区正面的栅极结构和源极结构；位于所述N型基极区背面的第一N型缓冲层，所述第一N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第一N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度；位于所述第一N型缓冲层表面上的第二N型缓冲层，所述第二N型缓冲层的掺杂杂质为第六主族元素离子，且所述第二N型缓冲层的杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度，并小于所述第一N型缓冲层的杂质浓度；位于所述第二N型缓冲层表面上的第三N型缓冲层，所述第三N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，且所述第三N型缓冲层的杂质浓度大于第一N型缓冲层的杂质浓度；位于所述第三N型缓冲层表面上的集电极结构。2.根据权利要求1所述IGBT器件，其特征在于，所述第一N型缓冲层的掺杂杂质为P离子或As离子或Sb离子。3.根据权利要求2所述IGBT器件，其特征在于，所述第一N型缓冲层的杂质浓度为1e15/cm3~5e16/cm3，且所述第一N型缓冲层的厚度为0.1μm~2.0μm。4.根据权利要求1所述IGBT器件，其特征在于，所述第二N型缓冲层的掺杂杂质为O离子或S离子或Se离子或Te离子。5.根据权利要求4所述IGBT器件，其特征在于，所述第二N型缓冲层的杂质浓度为1e12/cm3~1e15/cm3，且所述第二N型缓冲层的厚度为1.0μm~20μm。6.根据权利要求1所述IGBT器件，其特征在于，所述第三N型缓冲层的掺杂杂质为P离子或As离子或Sb离子。7.根据权利要求6所述IGBT器件，其特征在于，所述第三N型缓冲层的杂质浓度为5e15/cm3~1e17/cm3，且所述第三N型缓冲层的厚度为0.5μm~2.0μm。8.根据权利要求1所述IGBT器件，其特征在于，所述N型基极区、第一N型缓冲层、第二N型缓冲层和第三N型缓冲层均位于一单晶硅衬底内。9.根据权利要求1所述IGBT器件，其特征在于，所述N型基极区位于一单晶硅衬底内，所述第一N型缓冲层、第二N型缓冲层和第三N型缓冲层均位于非单晶半导体层内，且所述非单晶半导体层位于所述单晶硅衬底下表面。10.根据权利要求9所述IGBT器件，其特征在于，所述非单晶半导体层为多晶硅层或非晶硅层或多晶锗层或非晶锗层或多晶锗硅合金层或非晶锗硅合金层。11.一种IGBT器件制作方法，其特征在于，包括：提供一单晶硅衬底，所述单晶硅衬底内包括N型基极区；在所述N型基极区正面形成栅极结构和源极结构；在所述N型基极区背面形成第一N型缓冲层，所述第一N型缓冲层深入所述单晶硅衬底表面内，且所述第一N型缓冲层的掺杂杂质为第五主族元素离子，其杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度；在所述第一N型缓冲层表面上形成第二N型缓冲层，所述第二N型缓冲层深入所述单晶硅衬底表面内，且所述第二N型缓冲层的掺杂杂质为第六主族元素离子，其杂质浓度大于N型基极区的杂质浓度，并小于所述第一N型缓冲层的杂质浓度；2CN103794645A权利要求书2/3页在所述第二N