[發(fā)明專利]逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210372401.0
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102916042A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐承福;朱陽軍;盧爍今;陳宏;吳凱;邱穎斌
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 殷紅梅

1.一種逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)，在所述逆導(dǎo)IGBT器件的截面上，包括第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)，第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)具有相互平行的正面和背面；所述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型基區(qū)，第二導(dǎo)電類型基區(qū)由第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面向背面方向延伸，且第二導(dǎo)電類型基區(qū)的延伸距離小于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的厚度，在所述第二導(dǎo)電類型基區(qū)的上部設(shè)有第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)；其特征是：所述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)內(nèi)的第二導(dǎo)電類型基區(qū)通過位于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)正面上的柵氧化層以及位于柵氧化層下方的第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)相隔離；所述柵氧化層位于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)正面的中心區(qū)，分別與兩側(cè)的第二導(dǎo)電類型基區(qū)相接觸，并與兩側(cè)第二導(dǎo)電類型基區(qū)內(nèi)相鄰的第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)相接觸；在所述柵氧化層上設(shè)有多晶柵，多晶柵的形狀與柵氧化層的形狀相一致；所述第二導(dǎo)電類型基區(qū)位于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)正面中心區(qū)的外圈，第二導(dǎo)電類型基區(qū)環(huán)繞多晶柵和柵氧化層；在所述第二導(dǎo)電類型基區(qū)上設(shè)有發(fā)射極，發(fā)射極與第二導(dǎo)電類型基區(qū)和該第二導(dǎo)電類型基區(qū)內(nèi)的第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)相接觸，在多晶柵上設(shè)有柵電極；在所述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的底部設(shè)有阱狀的第二導(dǎo)電類型集電區(qū)，第二導(dǎo)電類型集電區(qū)由第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)背面的一側(cè)向另一側(cè)延伸，且第二導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)的延伸長度小于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的寬度；在所述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的背面金屬化形成第二導(dǎo)電類型集電金屬區(qū)。

2.如權(quán)利要求1所述的逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)，其特征是：所述發(fā)射極和柵電極相互隔離。

3.如權(quán)利要求1所述的逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)，其特征是：所述第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)由第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面向背面方向延伸。

4.如權(quán)利要求1所述的逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)，其特征是：所述第二導(dǎo)電類型集電金屬區(qū)為Al/Ti/Ni/Ag多層金屬。

5.一種逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是，采用如下制作過程：

（1）提供具有第一面和第二面的硅襯底，在硅襯底的第一面上旋涂光刻膠并選擇性地曝光顯影，露出需要注入離子的區(qū)域；

（2）向注入離子的區(qū)域中注入第二導(dǎo)電類型離子形成第二導(dǎo)電類型摻雜區(qū)；

（3）去除硅襯底第一面上的光刻膠，由硅襯底的第一面外延生成一層得到第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)，第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的背面與硅襯底的第一面接觸，第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)遠(yuǎn)離硅襯底的一面為正面；再進行推阱的熱處理，在硅襯底的第一面和第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的背面之間形成阱狀的第二導(dǎo)電類型集電區(qū)，第二導(dǎo)電類型集電區(qū)由第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)背面的一側(cè)向另一側(cè)延伸，且第二導(dǎo)電類型集電區(qū)的延伸長度小于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的寬度；

（4）在所述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面上生長得到柵氧化層；

（5）在上述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面生長一層多晶層并利用光刻腐蝕出柵極形狀，得到位于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)正面中心區(qū)的柵氧化層和柵氧化層上的多晶柵，多晶柵的形狀與柵氧化層的形狀相一致；

（6）在所述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面進行第二導(dǎo)電類型離子自對準(zhǔn)注入并進行熱擴散，得到第二導(dǎo)電類型基區(qū)；所述第二導(dǎo)電類型基區(qū)由第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面向背面方向延伸，且第二導(dǎo)電類型基區(qū)的延伸距離小于第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的厚度，在截面上，柵氧化層與兩側(cè)的第二導(dǎo)電類型基區(qū)相接觸；

（7）在第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面光刻出第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)的注入窗口，然后進行注入第一導(dǎo)電類型離子，退火后在第二導(dǎo)電類型基區(qū)內(nèi)形成第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)，在截面上，柵氧化層與相鄰兩側(cè)的第二導(dǎo)電類型基區(qū)內(nèi)相鄰的第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)相接觸；

（8）在上述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的正面淀積一層金屬，再用光刻腐蝕，在多晶柵上形成柵電極，在第二導(dǎo)電類型基區(qū)上形成發(fā)射極，發(fā)射極與第二導(dǎo)電類型基區(qū)和該第二導(dǎo)電類型基區(qū)內(nèi)的第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)相接觸，發(fā)射極和柵電極相互隔離；

（9）減薄硅襯底的第二面至第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的背面處；

（10）在上述第一導(dǎo)電類型漂移區(qū)的背面進行金屬化，得到第二導(dǎo)電類型集電金屬區(qū)。

6.如權(quán)利要求5所述的逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是：所述柵氧化層的厚度為1000?。

7.如權(quán)利要求5所述的逆導(dǎo)IGBT器件結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是：所述步驟（8）中，沉積的金屬厚度為4μm，沉積的金屬為Al。