[發明專利]IGBT背面制作方法及IGBT

有效

• 申請號: 201510849344.4
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN106816377B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 肖海波;羅海輝;劉國友
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 11372 北京聿宏知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文娟;朱繪<國際申請>=<國際公布>=

本發明提供的IGBT背面制作方法及IGBT，包括：在第一背面上依次沉積第一半導體薄膜層和電介質層；光刻和刻蝕第二區域的第一半導體薄膜層和電介質層，并保留第一區域的第一半導體薄膜層和電介質層；沉積第二半導體薄膜層，光刻和刻蝕第二半導體薄膜層和電介質層，并保留第二區域的第二半導體薄膜層；沉積背面金屬電極。本發明利用第一半導體薄膜層和第二半導體薄膜層分別與第一背面間的帶隙差來調節載流子注入效率和導通壓降，工作時，第一半導體薄膜層的帶隙比第一背面的帶隙高，載流子注入效率高，器件導通壓降低，關斷時，第二半導體薄膜層的帶隙比第一背面的帶隙低，載流子的抽取速率快，使器件快速關斷，降低關斷損耗，提高器件工作頻率。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種IGBT背面制作方法及IGBT。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)集電極的載流子注入效率，很大程度上決定了器件的開關特性與導通壓降。根據半導體理論，同質結中注入比主要取決于N區和P區的摻雜濃度比，因此一般是通過調節P型集區的摻雜濃度來調節載流子注入效率。高的P型集區的摻雜濃度可提高注入效率，降低器件導通壓降，但由于導通時基區載流子過高，關斷時載流子抽取速率慢，導致關斷時間長，因此，通過調節P型集區的摻雜濃度來調節載流子注入效率這種方法在降低導通壓降與提高開關速度間存在矛盾。

目前，亟需一種IGBT制作方法及IGBT來實現在降低導通壓降的同時提高開關速度。

發明內容

本發明提供一種IGBT背面制作方法及IGBT，用以解決現有技術中的IGBT不能同時實現降低導通壓降和提高開關速度的缺陷。

本發明一方面提供一種IGBT背面制作方法，包括：

在第一背面上依次沉積第一半導體薄膜層和電介質層，并將第一背面劃分成第一區域與第二區域；

光刻和刻蝕第二區域的第一半導體薄膜層和電介質層，并保留第一區域的第一半導體薄膜層和電介質層，以獲得第二背面；

在第二背面沉積第二半導體薄膜層，其中，第一背面的帶隙介于第一半導體薄膜層的帶隙與第二半導體薄膜層的帶隙之間；

光刻和刻蝕覆蓋在第一半導體薄膜層上的第二半導體薄膜層和電介質層，并保留第二區域的第二半導體薄膜層，以獲得第三背面；

在第三背面沉積背面金屬電極。

進一步的，第一半導體薄膜層為非晶硅或者微晶硅，第二半導體薄膜層為硅鍺或者鍺。

進一步的，第一半導體薄膜層為硅鍺或者鍺，第二半導體薄膜層為非晶硅或者微晶硅。

進一步的，在第一背面上依次沉積第一半導體薄膜層和電介質層，具體包括：

在第一背面上形成緩沖層，在緩沖層上依次沉積第一半導體薄膜層和電介質層。

進一步的，電介質層為二氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。

本發明另一方面提供一種IGBT，包括覆蓋在IGBT背面襯底上的第一半導體薄膜層和第二半導體薄膜層，以及覆蓋在第一半導體薄膜層和第二半導體薄膜層上的背面金屬電極，其中，襯底的帶隙介于第一半導體薄膜層的帶隙與第二半導體薄膜層的帶隙之間。

進一步的，第一半導體薄膜層為非晶硅或者微晶硅，第二半導體薄膜層為硅鍺或者鍺。

進一步的，第一半導體薄膜層為硅鍺或者鍺，第二半導體薄膜層為非晶硅或者微晶硅。

進一步的，襯底包括緩沖層，第一半導體薄膜層、第二半導體薄膜層覆蓋在緩沖層上。