[發明專利]一種平面柵IGBT及其制作方法

在審

• 申請號: 201410734307.4
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104393032A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 趙哿;王耀華;高明超;劉江;金銳;溫家良
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網智能電網研究院;國網浙江省電力公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種平面柵IGBT，所述平面柵IGBT包括襯底、從上到下依次設置在襯底上的正面金屬電極、隔離氧化膜，和平面柵極，平面柵極與襯底之間的P阱區，從上到下依次設置于P阱區內N+型摻雜區和P+型摻雜區，依次設置于襯底背面的背面P+摻雜區和背面金屬電極；其特征在于，所述N+型摻雜區為斷續的N+摻雜區域，所述斷續的N+摻雜區域形狀為長方形，長度與寬度比例為3:2，面積為20至30平方微米，所述P+型摻雜區和斷續的N+摻雜區域共同形成平面柵IGBT空穴旁路和發射極集成均流電阻復合結構；

所述襯底為均勻摻雜的N型單晶硅片襯底，所述N型單晶硅片襯底包括從上到下依次分布的襯底N-層以及襯底N+層。

2.如權利要求1所述的平面柵IGBT，其特征在于，所述斷續的N+摻雜區域的間隔區域的寬度范圍為2至6微米，面積為10至20平方微米；其間隔區域的形狀為長方形；所述P+型摻雜區的P+注入能量大于N+型摻雜區的N+注入能量，所述P+型摻雜區形成空穴旁路結構，所述斷續的N+摻雜區域形成發射極集成均流電阻結構。

3.如權利要求1所述的平面柵IGBT，其特征在于，所述N型單晶硅片襯底包括：

A、電場截止FS型襯底：形成方式是先將均勻摻雜的N型單晶硅片進行襯底減薄至所需要的襯底厚度；正面采用氧化和淀積的方式生長保護犧牲層，然后采用離子注入方式進行硅片背面的N型低濃度緩沖區進行摻雜；采用高溫長時間熱退火方式對N型低濃度緩沖區的雜質進行激活與推結，形成N型低濃度摻雜緩沖區；最后形成終端結構和有源區元胞結構；最后通過摻雜注入形成襯底背面P型電導調制層；

所述N型低濃度摻雜緩沖區的最高摻雜濃度為N型單晶硅片襯底濃度的5e2至1e4倍；

B、非穿通NPT型襯底：形成方式是先進行終端結構和有源區源胞結構的形成；在IGBT器件表面結構形成后，進行均勻摻雜的N型單晶硅片減薄至所需要的襯底厚度；最后形成襯底背面P型電導調制層摻雜注入。

4.如權利要求1所述的平面柵IGBT，其特征在于，當N型單晶硅片襯底采用軟穿通SPT型或電場截止FS型時，所述平面柵IGBT包括位于N型單晶硅片襯底背面的N型低濃度緩沖區；若N型單晶硅片襯底采用非穿通NPT型時，則不需要N型低濃度緩沖區。