[發明專利]一種IGBT器件及制造方法

有效

• 申請號: 201711245096.8
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108010964B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 左義忠;王宇;王修忠;麻建國
• 申請（專利權）人: 吉林華微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L21/331
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 覃蛟

一種IGBT器件及制造方法，屬于半導體器件領域。IGBT器件包括絕緣柵場效應管、位于絕緣柵場效應管漏區的肖特基勢壘二極管，肖特基勢壘二極管和絕緣柵場效應管通過共用的N?漂移區復合而成，在肖特基勢壘二極管中通過肖特基勢壘接觸形成IGBT器件的一個發射結，IGBT的發射極位于絕緣柵場效應管的上表面、集電極位于肖特基勢壘二極管的下表面。本發明提供的IGBT器件采用MOS管結合肖特基勢壘二極管的結構形式構成，利用肖特基勢壘二極管中少子對MOS中的漂移區進行導電調制，獲得了改善的性能。

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，具體而言，涉及一種IGBT器件及制造方法。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，是由BJT(雙極型三極管)和MOSFET(絕緣柵型場效應管，簡稱MOS)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件。一種現有的常規IGBT器件結構如圖1所示，在MOS器件1的漏極一側增加P-N結。因IGBT通常為N溝道增強型，所以相對于MOS器件只是增加了P型區203。P型區203的形成通常通過淺能級雜質如硼、鋁、鎵等離子注入，退火后形成替代位摻雜的重摻雜的P型區203(P+層)。

對于IGBT器件，當MOS器件1的溝道在柵偏壓下打開，形成的電流流過P型區203，從而對P型區203的正向偏置。P型區203通過場終止層204向MOS器件1的N-漂移區104注入少數載流子空穴；因少數載流子空穴的注入，對MOS器件1的N-漂移區104形成電導調制，降低了N-漂移區104的電阻，使IGBT具備大電流低壓降特點。P-N結的少數載流子注入比γ主要與P-N結兩側的雜質濃度及濃度梯度相關。

肖特基勢壘二極管，是金屬與半導體材料如硅材料接觸，在一定溫度氣氛下形成的金屬硅化物與硅形成的一種器件。硅材料的雜質濃度在1E15—1E17cm-³范圍，形成硅化物的金屬有Ti、Ni、Pt、Cr、Co、Cu、NixPt(1-x)等。對于N型硅肖特基勢壘二極管，正向導通壓降比較低，在0.3V左右，而P-N二極管的壓降通常在0.7V左右。正向導通時，對于肖特基勢壘二極管而言，硅中的多數載流子電子越過勢壘區進入金屬硅化物中，而在金屬硅化物中不會形成電子的積累，因此流入的多子(電子)直接成為漂移電流而流走。因此肖特基勢壘二極管比P-N結二極管有更好的高頻特性。

發明內容

基于現有技術中的不足，本發明提出了一種IGBT器件及其制備方法，以改善、甚至解決現有IGBT器件存在的關斷速度慢、工作頻率低、開啟電壓高的問題。

本發明是這樣實現的：

本發明的第一方面，提供了一種IGBT器件。

IGBT器件包括絕緣柵場效應管、位于絕緣柵場效應管漏區的肖特基勢壘二極管，肖特基勢壘二極管和絕緣柵場效應管通過共用的N-漂移區復合，在肖特基勢壘二極管中通過肖特基勢壘接觸形成IGBT器件的一個發射結。

本發明的第二方面，提供了一種制造上述IGBT器件的方法。

制造上述IGBT器件的方法包括以下步驟：

包括在MOS器件的襯底下表面形成肖特基勢壘二極管，形成肖特基勢壘二極管的方法包括：

在MOS器件的場終止層背面由上至下形成金屬硅化物和集電極金屬層；

其中，場終止層在MOS器件的半導體襯底背面通過離子注入形成。

本發明實施例的有益效果：