[實用新型]一種低濃度超薄的IGBT芯片

有效

• 申請號: 201520585638.6
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN204991716U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 關仕漢
• 申請（專利權）人: 淄博漢林半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 孫愛華

技術領域

一種低濃度超薄的IGBT芯片，屬于半導體器件制造領域。

背景技術

傳統的PT型IGBT芯片的結構如圖2所示：在襯底1上依次做第一外延層2和第二外延層3，然后在第二外延層3上做MOS結構完成芯片制作。申請人發現，在實際制作時該襯底1的厚度大約為200~400μm。由于襯底1的厚度較厚，因此阻抗較大，從而導致導通時的損耗較大。為減小導通時的損耗，對襯底1的摻雜濃度要求較高，約為10¹⁸~10¹⁹個/cm³，但這樣一來，又導致導通時進入外延層的空穴數量很多，關斷速度慢，拖尾現象較為嚴重。

為了解決此問題，在現有技術中，在芯片做完后對芯片進行電子輻照或PT摻雜或其他工藝使芯片中產生缺陷，加速空穴與電子的消耗，但是通過相應的工藝時芯片產生缺陷之后，缺陷同樣會在第二外延層3的MOS結構中產生，為保證產品的品質，還要通過高溫退火進行缺陷修復，此工藝復雜，工藝條件難以掌握，批次間存在較大差異，同時整個加工過程中，對加工設備的要求較高，設備較為昂貴，因此生產成本極高。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種將IGBT襯底的摻雜濃度降低，同時厚度減薄，具有關斷速度快，減少拖尾現象優點的低濃度超薄的IGBT芯片。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該低濃度超薄的IGBT芯片，包括P型的襯底，在襯底上依次設有N型的第一外延層和第二外延層，在第二外延層上設置MOS結構，芯片最上方覆蓋有金屬層，其特征在于：襯底的摻雜濃度為10¹⁵~10¹⁷個/cm³，襯底的厚度為1~20μm。

優選的，所述的襯底的厚度為1~10μm。

一種低濃度超薄的IGBT芯片，包括N型的襯底，在襯底上依次設有P型的第一外延層和第二外延層，在第二外延層上設置MOS結構，芯片最上方覆蓋有金屬層，其特征在于：襯底的摻雜濃度為10¹⁵~10¹⁷個/cm³，襯底的厚度為1~20μm。

優選的，所述的襯底的厚度為1~10μm。

與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是：

1、相比較現有技術，在本低濃度超薄的IGBT芯片中，對襯底的厚度進行了減薄，降低了襯底的阻抗，同時將襯底的摻雜濃度降低，使進入外延層區域的空穴數量相對較少，因此具有關斷速度快，減少拖尾現象的優點，有效提高了產品的工作頻率。

2、由于減薄以及濃度摻雜均屬于常規技術手段，因此工藝復雜程度大大降低。同時省去了PT型IGBT制造過程中為提高其工作頻率而照電子輻照及高溫退火的工序，提高芯片流片效率同時大大降低了生產成本。

3、在本濃度超薄的IGBT芯片中，可以將襯底以及外延層的類型進行替換，則可適用在P通道的IGBT的芯片中。

4、本申請亦適用于其它高壓開關半導體元件的生產。

附圖說明

圖1為低濃度超薄的IGBT芯片結構示意圖。

圖2為傳統PT型IGBT芯片結構示意圖。

其中：1、襯底2、第一外延層3、第二外延層4、金屬層。

具體實施方式

圖1是本實用新型的最佳實施例，下面結合附圖1~2對本實用新型做進一步說明。

實施例1：

如圖1所示，低濃度超薄的IGBT芯片，包括襯底1，在襯底1上依次設置有第一外延層2和第二外延層3，在第二外延層3上方做出MOS結構，然后在芯片的最上方覆蓋金屬層4。在本實施例中，襯底1為P型，第一外延層2和第二外延層3分別為N型。

在本低濃度超薄的IGBT芯片中，襯底1的摻雜濃度較低，其摻雜濃度為10¹⁵~10¹⁷個/cm3，在襯底1上做出第一外延層2、第二外延層3以及第二外延層3上方的MOS結構之后對襯底1進行減薄，將其厚度減為1~20μm，優選厚度為1~10μm。

在本低濃度超薄的IGBT芯片中，由于對襯底1進行了減薄，因此達到了降低襯底1阻抗的作用。同時降低了襯底1的摻雜濃度，因此在導通時進入外延層區域的空穴數量相對較少，因此同時具有關斷速度快，減少拖尾現象的優點，有效提高了產品的工作頻率。