專利名稱：絕緣柵雙極型晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種晶體管，尤其涉及一種絕緣柵雙極型晶體管。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體功率器件正在日新月異地向前發(fā)展著。近年來，繼晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、巨型晶體管等功率器件之后，又出現(xiàn)一類新的成員絕緣柵雙極晶體管(IGBT)及MOS控制晶閘管(MCT)。這類新型的功率器件具有較為容易的電壓控制、很強(qiáng)的電流處理能力和良好的高頻工作特征。隨著這類器件的斷態(tài)電壓耐量不斷提高、通態(tài)電流容量的增大，在范圍廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中，必將逐步替代早期的功率器件而成為主宰力量。[0003] 通態(tài)壓降及耐壓值是衡量絕緣柵雙極晶體管性能的重要參數(shù)，然而如何在不損失通態(tài)壓降的情況即在不改變IGBT低功耗特性的情況下提高其耐壓值是目前急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容 為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型絕緣柵雙極型晶體管，通過在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)，實(shí)現(xiàn)了在不損失絕緣柵雙極型晶體管通態(tài)壓降的情況提高了其耐壓值。 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下 —種絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-襯底表面進(jìn)行低濃度的N-離子注入形成的襯底，形成在襯底表面的柵極氧化層，淀積在柵極氧化層上的多晶硅柵極，形成在柵極氧化層與N-襯底之間的p+阱區(qū)及位于p+阱區(qū)與柵極氧化層之間的N+阱區(qū)，位于N-襯底下方的背面注入?yún)^(qū)，位于注入?yún)^(qū)下方的集電極及位于柵極氧化層上方的發(fā)射極，在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)。 本實(shí)用新型絕緣柵雙極型晶體管與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果通過在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)，實(shí)現(xiàn)了在不損失絕緣柵雙極型晶體管通態(tài)壓降的情況提高了其耐壓值。

圖1是本實(shí)用新型絕緣柵雙極型晶體管截面圖。 圖2是本實(shí)用新型IGBT與傳統(tǒng)IGBT正向?qū)〞r集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線對比圖。 圖3是本實(shí)用新型IGBT與傳統(tǒng)IGBT反向關(guān)斷時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線對比圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型絕緣柵雙極型晶體管作進(jìn)一步描述。[0012] 請參照圖1至圖3，一種絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-襯底表面進(jìn)行低濃度的N-離子注入形成的襯底，形成在襯底表面的柵極氧化層2，淀積在柵極氧化層上的多晶硅柵極1，形成在柵極氧化層與N-襯底之間的p+阱區(qū)3及位于p+阱區(qū)與柵極氧化層之間的N+阱區(qū)4，位于N-襯底下方的背面注入?yún)^(qū)5，位于注入?yún)^(qū)下方的集電極7及位于柵極氧化層上方的發(fā)射極6，在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)8，此濃P型阱區(qū)深0. 1微米至10微米，寬0. 1微米至10微米。具體尺寸以及濃p型阱區(qū)濃度根據(jù)器件的BV和Vce (on)要求確定。 所述濃P型阱區(qū)8位于柵極氧化層正中央下方，其由高濃度的p+離子注入形成在多晶硅光刻后的多晶硅柵下方的襯底內(nèi)，所述P+阱區(qū)3由高濃度的p+離子注入形成在多晶光刻后的光刻區(qū)域內(nèi)，接著進(jìn)行擴(kuò)散，隨后在光刻區(qū)進(jìn)行濃N+離子注入形成N+阱區(qū)。N+阱區(qū)形成后接著再進(jìn)行擴(kuò)散；隨后進(jìn)行引線孔光刻及正面蒸鍍金屬膜形成發(fā)射極。[0014] 接著再進(jìn)行襯底背面研磨使圓片背面減薄進(jìn)而進(jìn)行高濃度p+離子注入形成注入?yún)^(qū)，最后在背面蒸鍍金屬膜形成集電極。圖2中A為傳統(tǒng)IGBT正向?qū)〞r集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖，B為本實(shí)用新型IGBT正向?qū)〞r集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖。由圖2可知，正向?qū)〞r集電極電流為0. 00003A對應(yīng)的集電極電壓即為通態(tài)壓降Vce (on)，圖中兩曲線對比可以看出兩種結(jié)構(gòu)的通態(tài)壓降Vce(on)差異小于3%基本可以忽略。也就是證明了在相同器件尺寸的條件下本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的IGBT結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)的IGBT結(jié)構(gòu)在正向通態(tài)壓降Vce(on)方面幾乎沒有變化。 圖3中A1為傳統(tǒng)IGBT反向關(guān)斷時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖，B1為本實(shí)用新型IGBT反向關(guān)斷時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖，由圖中可知，反向關(guān)斷時集電極電流為3e-10A所對應(yīng)的集電極電壓即為器件的擊穿電壓或耐壓，由圖中兩曲線對比可以看出本實(shí)用新型的IGBT結(jié)構(gòu)提高了 10%以上的器件反向擊穿電壓。[0017] 本實(shí)用新型絕緣柵雙極型晶體管，通過在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)，實(shí)現(xiàn)了在不損失絕緣柵雙極型晶體管通態(tài)壓降的情況提高了其耐壓值。
權(quán)利要求一種絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-襯底表面進(jìn)行低濃度的N-離子注入形成的襯底，形成在襯底表面的柵極氧化層，淀積在柵極氧化層上的多晶硅柵極，形成在柵極氧化層與N-襯底之間的p+阱區(qū)及位于p+阱區(qū)與柵極氧化層之間的N+阱區(qū)，位于N-襯底下方的背面注入?yún)^(qū)，位于注入?yún)^(qū)下方的集電極及位于柵極氧化層上方的發(fā)射極，其特征在于在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于所述濃P型阱區(qū)位于柵極氧化層正中央下方，形成在多晶硅光刻后的多晶硅柵下方的襯底內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于所述。+阱區(qū)由高濃度的P+離子注入形成在對多晶硅光刻后的光刻區(qū)域內(nèi)以及多晶硅柵下方的N-襯底上，接著進(jìn)行擴(kuò)散，隨后在光刻區(qū)進(jìn)行濃N+離子注入形成N+阱區(qū)。
4. 如權(quán)利要求3所述的絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于所述濃P型阱區(qū)深度為O. 1微米至10微米，寬度為0. 1微米至10微米。
專利摘要本實(shí)用新型絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-襯底表面進(jìn)行低濃度的N-離子注入形成的襯底，形成在襯底表面的柵極氧化層，淀積在柵極氧化層上的多晶硅柵極，形成在柵極氧化層與N-襯底之間的p+阱區(qū)及位于p+阱區(qū)與柵極氧化層之間的N+阱區(qū)，位于N-襯底下方的背面注入?yún)^(qū)，位于注入?yún)^(qū)下方的集電極及位于柵極氧化層上方的發(fā)射極，在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)；其通過在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區(qū)，實(shí)現(xiàn)了在不損失絕緣柵雙極型晶體管通態(tài)壓降的情況提高了其耐壓值。
文檔編號H01L29/06GK201478312SQ20092019217
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者屈志軍, 曾祥 申請人:無錫鳳凰半導(dǎo)體科技有限公司