[發明專利]一種IGBT器件及其制作方法

在審

• 申請號: 201210418809.7
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103794638A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 談景飛;朱陽軍;褚為利;張文亮;王波
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;江蘇中科君芯科技有限公司;江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/739;H01L21/331
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及半導體器件制作工藝技術領域，更具體地說，涉及一種IGBT器件及其制作方法。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，簡稱IGBT）是由雙極型三極管（BJT）和絕緣柵型場效應管（MOSFET）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管（即巨型晶體管，簡稱GTR）的高速開關特性的優點，因此，IGBT器件被廣泛應用到交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

晶體管器件的導通壓降決定了其導通損耗，當導通壓降較小時，其導通損耗少。雖然，IGBT器件相對于傳統的晶體管器件，如MOSFET器件、GTR器件等性能上有了較大提升，但是其導通壓降仍須進一步降低，以降低其導通損耗。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種IGBT器件及其制作方法，通過在所述IGBT器件的柵極結構下方增加載流子存儲層提高所述IGBT器件柵極結構附近的載流子濃度，降低了導通壓降，進而降低了其導通損耗。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種IGBT器件，該器件包括：

基底，所述基底包括漂移區；

位于所述基底正面的柵極結構和源極結構，所述源極結構包括位于所述漂移區表面內的阱區，以及位于所述阱區表面內的源區；

位于所述漂移區表面內的載流子存儲層，該載流子存儲層位于所述阱區下方，且與所述阱區底部存在間隙，該載流子存儲層的摻雜類型與所述漂移區的摻雜類型相同，且載流子存儲層的摻雜濃度大于漂移區的摻雜濃度；

位于所述基底背面的集電區，所述集電區與所述漂移區摻雜類型相反。

優選的，上述IGBT器件中，所述載流子存儲層位于所述柵極結構的下方，且與所述柵極結構下表面平行。

優選的，上述IGBT器件中，所述漂移區為N型輕摻雜漂移區，所述載流子存儲層為N型重摻雜載流子存儲層。

優選的，上述IGBT器件中，所述阱區的深度為2μm-8μm，所述載流子存儲層上表面與所述基底上表面的距離為10μm-15μm。

優選的，上述IGBT器件中，所述載流子存儲層的厚度為0.5μm-1.5μm。

優選的，上述IGBT器件中，還包括：

位于所述漂移區下表面和所述載流子存儲層下表面之間的緩沖層，該緩沖層下表面與所述漂移區下表面存在間隙，且其上表面與所述載流子存儲層下表面存在間隙。

優選的，上述IGBT器件中，所述緩沖層下表面與所述基底下表面的距離為10μm-15μm。

優選的，上述IGBT器件中，所述緩沖層的厚度為0.5μm-1.5μm。

優選的，上述IGBT器件中，所述柵極結構為，位于所述基底表面上的平面柵極結構；

或者為，位于所述基底表面內的溝槽柵極結構。

優選的，上述IGBT器件中，所述集電區包括：

深入所述基底背面內的集電區，所述集電區的表面與所述基底背面平行，且所述集電區下表面與所述基底背面重合；

或者，位于所述基底背面下方的集電區。

本發明還提供了一種IGBT器件的制作方法，該方法包括：

提供基底，所述基底包括漂移區；

在所述基底正面形成柵極結構和源極結構，所述源極結構包括位于所述漂移區表面內的阱區，以及位于所述阱區表面內的源區；

在所述漂移區表面內形成載流子存儲層，該載流子存儲層位于所述阱區下方，且與所述阱區底部存在間隙，該載流子存儲層的摻雜類型與所述漂移區的摻雜類型相同，且載流子存儲層的摻雜濃度大于漂移區的摻雜濃度；

在所述基底背面形成集電區，所述集電區與所述漂移區摻雜類型相反。

優選的，上述方法中，所述在所述漂移區表面內形成載流子存儲層為：在所述柵極結構的下方形成所述載流子存儲層，且所述載流子存儲層與所述柵極結構下表面平行。

優選的，上述方法中，還包括：

在所述漂移區下表面和所述載流子存儲層下表面之間形成緩沖層，該緩沖層下表面與所述漂移區下表面存在間隙，且其上表面與所述載流子存儲層下表面存在間隙。

優選的，上述方法中，通過氫離子注入形成所述載流子存儲層和所述緩沖層。