一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101976683A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101976683A(43)申请公布日2011.02.16(21)申请号201010290339.1(22)申请日2010.09.25(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人张斌韩雁张世峰胡佳贤朱大中(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人胡红娟(51)Int.Cl.H01L29/739(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L21/331(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法，该IGBT包括N型基区、P型基区、背P+发射区、N+集电区、栅氧化层、集电极、栅电极和发射极，所述的N型基区由依次层叠的N+扩散残留层、N-基区和N+缓冲层组成，所述的N+扩散残留层和N+缓冲层从与N-基区的边界起始向外掺杂浓度逐渐增加。本发明绝缘栅双极型晶体管在N-基区正面设置N+扩散残留层，提高了N型正面的离子掺杂浓度，降低了JEFT电阻的影响，从而有效降低IGBT的导通状态下的电压降。CN1097683ACCNN110197668301976688A权利要求书1/1页1.一种绝缘栅双极型晶体管，包括N型基区、P型基区、背P+发射区、N+集电区、栅氧化层、集电极、栅电极和发射极，其特征在于：所述的N型基区由依次层叠的N+扩散残留层、N-基区和N+缓冲层组成，所述的N+扩散残留层和N+缓冲层从与N-基区的边界起始向外掺杂浓度逐渐增加。2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的N+扩散残留层的厚度为3～15um。3.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的N+扩散残留层表面的掺杂浓度为8×1013cm-3～1×1015cm-3。4.根据权利要求1所述的平面型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的N+缓冲层厚度为10～40um。5.根据权利要求1所述的平面型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的N+缓冲层与背P+发射区交界面的掺杂浓度为5×1014cm-3～1×1018cm-3。6.根据权利要求1所述的平面型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的N-基区厚度为180～200um。7.根据权利要求1所述的平面型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的N-基区的掺杂浓度为4×1013cm-3～1×1014cm-3。8.根据权利要求1所述的平面型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的背P+发射区厚度为0.2～0.8um。9.根据权利要求1所述的平面型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述的背P+发射区的掺杂浓度为5×1016cm-3～5×1019cm-3。10.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管的制备方法，包括：(1)在N型单晶硅两侧通过高温扩散分别形成第一N+扩散区和第二N+扩散区；(2)分别对第一N+扩散区和第二N+扩散区进行加工形成N+扩散残留层和N+缓冲层；(3)在N+扩散残留层上形成P型基区、N+集电区、栅氧化层、集电极、栅电极；(4)在N+缓冲层上注入离子形成背P+发射区，背P+发射区氧化形成发射极。2CCNN110197668301976688A说明书1/3页一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及半导体功率器件及制造领域，尤其是涉及一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法。背景技术[0002]绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，以下简称IGBT)是一种集金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)的栅电极电压控制特性和双极结型晶体管(BJT)的低导通电阻特性于一身的半导体功率器件，具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、导通电阻小、开关损耗低及工作频率高等特性，是比较理想的半导体功率开关器件，有着广阔的发展和应用前景。[0003]一般来说，可以把IGBT分为穿通型(PT-IGBT)和非穿通型(NPT-IGBT)两种结构。穿通型绝缘栅双极型晶体管一般是在均匀掺杂的厚度为数百微米的P+衬底上外延生长N+缓冲层和N-基区，然后再于N-层上制作所需的通用正面结构而形成。由于耐压高的IGBT需要很厚的N-基区，如1000V以上耐压的IGBT所需的N-基区厚度在100um以上，使用的厚层外延的技术难度很大，而且制造的成本很高。于是又出现了非穿通型的绝缘栅双极型晶体管，它是在均匀掺杂的厚度为数百微米的N-单晶衬底上先制作正面结构，然后再对衬底片背面采用研磨、腐蚀等方法减薄N-基区到耐压所需的厚度，再用离子注入的方法形成背P+发射区。它不需要厚层外延，适合制造