[發明專利]IGBT及其元胞結構、以及IGBT的形成方法

無效

• 申請號: 201210520131.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103855202A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 朱陽軍;談景飛;張杰;胡愛斌;盧爍今
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心;中國科學院微電子研究所;江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;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

1.一種IGBT元胞結構，其特征在于，包括：

第一漂移區和位于所述第一漂移區下表面的第二漂移區，所述第一漂移區與所述第二漂移區的摻雜類型和濃度均相同；

至少一個位于所述第一漂移區和第二漂移區之間的摻雜區，所述摻雜區的摻雜類型與所述第二漂移區的摻雜類型相同，且所述摻雜區的摻雜濃度大于所述第二漂移區的摻雜濃度；

位于所述第二漂移區背離所述摻雜區一側的集電區，所述集電區的摻雜類型與所述第二漂移區的摻雜類型相反。

2.根據權利要求1所述的元胞結構，其特征在于，所述摻雜區的個數至少為兩個時，相鄰的摻雜區間隔分布。

3.根據權利要求2所述的元胞結構，其特征在于，所述摻雜區的摻雜離子為砷離子或銻離子。

4.根據權利要求3所述的元胞結構，其特征在于，所述摻雜區摻雜濃度范圍為5*10¹⁵cm^-3-9*10¹⁷cm^-3，包括端點值。

5.根據權利要求2所述的元胞結構，其特征在于，所述摻雜區的個數范圍為2-4，包括端點值。

6.根據權利要求5所述的元胞結構，其特征在于，所述摻雜區均勻分布。

7.根據權利要求6所述的元胞結構，其特征在于，相鄰摻雜區之間的間距為所述摻雜區寬度的1-3倍。

8.根據權利要求1所述的元胞結構，其特征在于，所述摻雜區的深度范圍為3μm-8μm，包括端點值。

9.根據權利要求1所述的元胞結構，其特征在于，所述摻雜區與所述集電區的間距范圍為4μm-9μm，包括端點值。

10.一種IGBT，其特征在于，包括至少一個權利要求1-9任一項中所述的元胞結構。

11.一種IGBT的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一半導體襯底，所述第一半導體襯底包括第一漂移區；

在所述第一半導體襯底的下表面內形成至少一個摻雜區，所述摻雜區的摻雜類型與所述第一漂移區的摻雜類型相同，且所述摻雜區的摻雜濃度大于所述第一漂移區的摻雜濃度；

在所述第一半導體襯底下表面形成第二半導體襯底，所述第二半導體襯底與所述第一半導體襯底的摻雜類型和濃度均相同，且所述第二半導體襯底包括第二漂移區，所述第二漂移區完全覆蓋所述第一漂移區和所述摻雜區；

在所述第二半導體襯底下表面內形成集電區。

12.根據權利要求11所述的形成方法，其特征在于，在所述第一半導體襯底的下表面內形成至少一個摻雜區包括：

在所述第一半導體下表面內形成氧化層；

在所述氧化層內形成刻蝕窗口，所述刻蝕窗口與所述第一半導體襯底內待形成摻雜區的位置相對應；

以具有刻蝕窗口的氧化層為掩膜，在所述第一半導體襯底內形成至少一個摻雜區。

13.根據權利要求12所述的形成方法，其特征在于，所述摻雜區的形成工藝為離子注入或熱淀積。

14.根據權利要求13所述的形成方法，其特征在于，所述摻雜區的形成工藝為離子注入時，摻雜離子的注入能量小于40keV。

15.根據權利要求11所述的形成方法，其特征在于，所述第二半導體襯底的形成工藝為外延。

16.根據權利要求15所述的形成方法，其特征在于，所述第二半導體襯底的厚度范圍為5μm-10μm，包括端點值。