[發明專利]一種異質結場阻結構的IGBT及其制備方法

有效

• 申請號: 201410304469.4
• 申請日: 2014-06-28
• 公開（公告）號: CN104779277B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 楊凡力
• 申請（專利權）人: 上海提牛機電設備有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

本發明公開了一種異質結場阻結構的IGBT，其包括發射極、柵極、漂移區、緩沖區、異質結集電極和金屬焊接層，所述異質結集電極設置于IGBT底部，所述緩沖區和漂移區依次疊加在集電極上，所述發射極和柵極設置于漂移區頂部，發射極和柵極并排設置，所述集電極表面還設有金屬焊接層。本發明還公開了一種異質結場阻結構IGBT的制備方法。本發明的優點在于用簡單的方法制造異質結IGBT的集電區，降低接觸電阻和飽和壓降。

技術領域

本發明涉及IGBT，尤其涉及一種異質結場阻結構的IGBT及其制備方法。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，它是八十年代初誕生，九十年代迅速發展起來的新型復合電力電子器件。1980年之后國際上主流的半導體功率器件由可控硅發展為更先進的IGBT。

IGBT通常有三種結構，穿通型IGBT、非穿通型IGBT和場阻型IGBT，其中，非穿通型IGBT和場阻型IGBT采用FZ單晶硅片，在完成IGBT正面工藝后，硅片減薄，然后背面高能N型離子注入和P型離子注入，然后退火。此結構的主要缺點：為降低背面空穴的注入效率，背面P型離子注入劑量不會太高，帶來的結果就是集電極的接觸電阻會很大。

發明內容

鑒于目前IGBT存在的上述不足，本發明提供一種異質結場阻結構的IGBT及其制備方法，能夠在保證空穴的注入效率的同時，提高背面P型雜質的摻雜濃度，降低IGBT背面集電極的接觸電阻。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種異質結場阻結構的IGBT，包括發射極、柵極、漂移區、緩沖區、異質結集電極和金屬焊接層，所述異質結集電極設置于IGBT底部，所述緩沖區和漂移區依次疊加在異質結集電極上，所述發射極和柵極設置于漂移區頂部，發射極和柵極并排設置，所述金屬焊接層設置于異質結電極表面。

作為優選方案，所述柵極的材料為二氧化硅。

作為優選方案，所述發射極的材料為鍺單質。

作為優選方案，所述集電極分為P-Si層和P-Ge層，所述P-Ge層設置于P-Si層下，所述P-Ge層的厚度為1～5000埃，P-Ge的摻雜劑量為1012～2×1016cm-2。

一種制備本發明所述的IGBT方法，其包括如下步驟：

在單晶硅片上完成正面工藝，形成發射極和柵極；

將單晶硅的背面減薄，

將VA族或VIA族元素離子注入單晶硅的背面形成緩沖層；

在緩沖區上形成P-Si層；

將鍺蒸發至所述P-Si層的表面，形成鍺層；

將P型雜質離子注入所述鍺層形成集電極的P-Ge層；

將所述集電極進行退火；

將退火后的集電極表面金屬化，形成一層金屬鍍層。

作為優選方案，所述正面工藝包括如下操作：

P型體和N+注入推進；

進行溝槽刻蝕；

進行通道氧化和多晶硅沉積；

介質沉積；

接觸孔刻蝕；

正面金屬化；

硅片正面鈍化。

作為優選方案，所述鍺蒸發的步驟為蒸發或濺射。

作為優選方案，所述退火的步驟包括爐管退火、快速退火和激光退火中的任意一種。