本發(fā)明涉及IGBT技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種IGBT及其制作方法。

背景技術(shù)：

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)是一種壓控型功率器件，兼有MOSFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管(即巨型晶體管，簡稱GTR)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點，由于IGBT具有驅(qū)動功率小而飽和壓降低的優(yōu)點，目前IGBT作為一種高壓開關(guān)被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。

如圖1和圖2所示，IGBT包括有源區(qū)01和環(huán)繞在所述有源區(qū)01四周的終端區(qū)02，其中，所述終端區(qū)02的作用是提高所述IGBT的耐壓能力，在所述IGBT關(guān)斷時能夠承受要求的電壓。由于在實際制作中，通常是先制作包括多個周期性的IGBT結(jié)構(gòu)的芯片，然后，再對包括多個周期性的IGBT結(jié)構(gòu)的芯片進行劃片，劃分成多個包括單個IGBT結(jié)構(gòu)的IGBT。而目前的IGBT只有正面具有終端結(jié)構(gòu)，背面只有一個平面PN結(jié)，這個PN結(jié)的耗盡區(qū)03直接出現(xiàn)在劃片時形成的斷面04上，而斷面04本身容易受到外界沾污，并具有比較嚴重的晶格缺陷，從而導(dǎo)致所述IGBT在其背面的PN結(jié)反偏時，其載流子容易從PN結(jié)邊緣流出，產(chǎn)生漏電。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種IGBT及其制作方法，以避免所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其載流子從其PN結(jié)邊緣漏出而導(dǎo)致的漏電現(xiàn)象。

為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案：

一種IGBT，包括：半導(dǎo)體襯底；位于所述半導(dǎo)體襯底第一表面的集電極；

位于所述半導(dǎo)體第一表面，且環(huán)設(shè)于所述集電極四周的絕緣結(jié)構(gòu)；位于所述集電極背離所述半導(dǎo)體襯底一側(cè)的金屬電極層，所述金屬電極層覆蓋所述集電極和絕緣結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體襯底與所述集電極的摻雜類型不同。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體襯底為輕摻雜N型半導(dǎo)體層，所述集電極為重摻雜P型半導(dǎo)體層。

優(yōu)選的，所述絕緣結(jié)構(gòu)的材料為二氧化硅。

優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體襯底包括有源區(qū)和終端區(qū)，其中，所述半導(dǎo)體襯底第二表面的有源區(qū)設(shè)有正面結(jié)構(gòu)，終端區(qū)設(shè)有終端結(jié)構(gòu)，且所述第二表面與所述第一表面為所述半導(dǎo)體襯底相對的兩個表面。

優(yōu)選的，所述終端結(jié)構(gòu)包括：位于所述半導(dǎo)體襯底終端區(qū)內(nèi)，且靠近所述有源區(qū)一側(cè)的主結(jié)；位于所述半導(dǎo)體襯底終端區(qū)內(nèi)，且位于所述主結(jié)背離所述有源區(qū)一側(cè)的場限環(huán)；位于所述半導(dǎo)體襯底終端區(qū)內(nèi)，且位于所述場限環(huán)背離所述有源區(qū)一側(cè)的截止環(huán)。

優(yōu)選的，在所述第一表面至第二表面方向上，所述集電極至少覆蓋所述有源區(qū)、主結(jié)、場限環(huán)和截止環(huán)。

一種IGBT的制作方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成集電極；在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成絕緣結(jié)構(gòu)，所述絕緣結(jié)構(gòu)環(huán)設(shè)于所述集電極的四周；在所述集電極背離所述半導(dǎo)體襯底一側(cè)形成金屬電極層，所述金屬電極層覆蓋所述集電極和絕緣結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成集電極包括：在所述半導(dǎo)體襯底第一表面形成掩膜層，所述掩膜層上具有預(yù)設(shè)窗口，所述預(yù)設(shè)窗口與所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)待形成集電極的區(qū)域相對應(yīng)；以所述掩膜層為掩膜，對所述半導(dǎo)體襯底第一表面進行離子注入，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)待形成集電極的區(qū) 域形成集電極；去除所述掩膜層。

優(yōu)選的，在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成絕緣結(jié)構(gòu)，所述絕緣結(jié)構(gòu)環(huán)設(shè)于所述集電極的四周包括：在所述集電極背離所述半導(dǎo)體襯底一側(cè)形成絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述集電極和所述半導(dǎo)體襯底；刻蝕所述集電極表面的絕緣層，保留所述半導(dǎo)體襯底表面的絕緣層，形成絕緣結(jié)構(gòu)，所述絕緣結(jié)構(gòu)環(huán)設(shè)于所述集電極四周。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例所提供的IGBT，包括：半導(dǎo)體襯底；位于所述半導(dǎo)體襯底第一表面的集電極；位于所述半導(dǎo)體第一表面，且環(huán)設(shè)于所述集電極四周的絕緣結(jié)構(gòu)；位于所述集電極背離所述半導(dǎo)體襯底一側(cè)的金屬電極層，所述金屬電極層覆蓋所述集電極和絕緣結(jié)構(gòu)。由此可見，本發(fā)明實施例所提供的IGBT中，所述集電極距離所述IGBT側(cè)面之間具有絕緣結(jié)構(gòu)，從而在所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其耗盡區(qū)不會擴散到所述IGBT的側(cè)面，避免了所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其載流子從側(cè)面流出而導(dǎo)致的漏電現(xiàn)象。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1現(xiàn)有技術(shù)中IGBT的俯視圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中IGBT的局部結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3為另一種IGBT的局部結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例中所提供的IGBT的局部結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖5-圖10為本發(fā)明一個實施例中所提供的IGBT的制作方法的流程圖。

具體實施方式

正如背景技術(shù)部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中的IGBT在其背面的PN結(jié)反偏時，其載流子容易從PN結(jié)邊緣(即側(cè)面)流出，產(chǎn)生漏電。

發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，可以通過在所述IGBT的邊緣采取刻蝕的方法，在所述IGBT的邊緣形成比較平滑的表面(如圖3所示)，從而減小所述IGBT斷面的面積，減緩所述IGBT反偏時斷面的漏電現(xiàn)象。而且，由于平滑表面不易沾染外界導(dǎo)電離子，且具有較少的表面態(tài)，從而可以進一步減緩所述IGBT反偏時斷面的漏電現(xiàn)象。

但是，這種方法需要在所述IGBT中刻蝕非常深的臺面05，難度較大，而且，刻蝕非常深的臺面05，會浪費大量的硅片面積。

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種IGBT，包括：

半導(dǎo)體襯底；

位于所述半導(dǎo)體襯底第一表面的集電極；

位于所述半導(dǎo)體第一表面，且環(huán)設(shè)于所述集電極四周的絕緣結(jié)構(gòu)；

位于所述集電極背離所述半導(dǎo)體襯底一側(cè)的金屬電極層，所述金屬電極層覆蓋所述集電極和絕緣結(jié)構(gòu)。

相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供了一種IGBT的制作方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成集電極；

在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成絕緣結(jié)構(gòu)，所述絕緣結(jié)構(gòu)環(huán)設(shè)于所述集電極的四周；

在所述集電極背離所述半導(dǎo)體襯底一側(cè)形成金屬電極層，所述金屬電極層覆蓋所述集電極和絕緣結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實施例所提供的IGBT及其制作方法中，所述集電極距離所述 IGBT側(cè)面之間形成有絕緣結(jié)構(gòu)，從而在所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其耗盡區(qū)不會擴散到所述IGBT的側(cè)面，避免了所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其載流子從側(cè)面流出而導(dǎo)致的漏電現(xiàn)象。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

如圖4所示，本發(fā)明實施例提供了一種IGBT，包括：半導(dǎo)體襯底1；位于所述半導(dǎo)體襯底1第一表面的集電極2；位于所述半導(dǎo)體第一表面，且環(huán)設(shè)于所述集電極2四周的絕緣結(jié)構(gòu)3；位于所述集電極2背離所述半導(dǎo)體襯底1一側(cè)的金屬電極層4，所述金屬電極層4覆蓋所述集電極2和絕緣結(jié)構(gòu)3。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述半導(dǎo)體襯底1與所述集電極2的摻雜類型不同，優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體襯底1為N型半導(dǎo)體層，所述集電極2為P型半導(dǎo)體層，更優(yōu)選的，在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述半導(dǎo)體襯底1為輕摻雜N型半導(dǎo)體層，所述集電極2為重摻雜P型半導(dǎo)體層。

在上述任一實施例中的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述絕緣結(jié)構(gòu)3的材料為二氧化硅，但本發(fā)明對此并不做限定，只要其為絕緣結(jié)構(gòu)即可。

在上述任一實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述半導(dǎo)體襯底1包括有源區(qū)10和終端區(qū)20，其中，所述半導(dǎo)體襯底1第二表面的有源區(qū)10設(shè)有正面結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，終端區(qū)02設(shè)有終端結(jié)構(gòu)，且所述第二表面與所述第一表面為所述半導(dǎo)體襯底1相對的兩個表面。

具體的，在本發(fā)明的一個實施例中，所述終端結(jié)構(gòu)包括：位于所述半導(dǎo)體襯底1終端區(qū)20內(nèi)，且靠近所述有源區(qū)10一側(cè)的主結(jié)5；位于所述半導(dǎo)體襯底1終端區(qū)20內(nèi)，且位于所述主結(jié)5背離所述有源區(qū)10一側(cè)的場限環(huán)6；位于所述半導(dǎo)體襯底1終端區(qū)20內(nèi)，且位于所述場限環(huán)6背離所述有源區(qū)10一側(cè)的截止環(huán)7。所述正面結(jié)構(gòu)包括：位于所述半導(dǎo)體襯底1有源區(qū)內(nèi)的柵極結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，以及位于所述半導(dǎo)體襯底1內(nèi)，且位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的發(fā)射極結(jié)構(gòu)(圖中未示出)。由于所述柵極結(jié)構(gòu)和所述發(fā)射極結(jié)構(gòu)已為本領(lǐng)域人員所熟知，本發(fā)明對此不再詳細贅述。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述主結(jié)5為重摻雜P型摻雜層，所述場限環(huán)6為P型摻雜層，所述截止環(huán)7為重摻雜N型摻雜層，其中，所述主結(jié)5的摻雜濃度大于所述場限環(huán)6的摻雜濃度。優(yōu)選的，所述場限環(huán)6的數(shù)量為三個，但本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個實施例中，在所述第一表面至第二表面方向上，所述集電極2至少覆蓋所述有源區(qū)10、主結(jié)5、場限環(huán)6和截止環(huán)7。但本發(fā)明對此并不做限定，只要保證所述集電極2與所述IGBT的側(cè)面之間具有絕緣結(jié)構(gòu)3，以保證所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其耗盡區(qū)30不會擴展到所述IGBT的側(cè)面，導(dǎo)致其載流子從其側(cè)面流出即可。

由上所述可知，本發(fā)明實施例所提供的IGBT，包括：半導(dǎo)體襯底1；位于所述半導(dǎo)體襯底1第一表面的集電極2；位于所述半導(dǎo)體第一表面，且環(huán)設(shè)于所述集電極2四周的絕緣結(jié)構(gòu)3；位于所述集電極2背離所述半導(dǎo)體襯底1一側(cè)的金屬電極層4，所述金屬電極層4覆蓋所述集電極2和絕緣結(jié)構(gòu)3。由此可見，本發(fā)明實施例所提供的IGBT中，所述集電極2距離所述IGBT側(cè)面之間具有絕緣結(jié)構(gòu)3，從而在所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其耗盡區(qū)30不會擴散到所述IGBT的側(cè)面，避免了所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其載流子從側(cè)面 流出而導(dǎo)致的漏電現(xiàn)象。而且，本發(fā)明實施例所提供的IGBT不需要占用額外的硅片面積，從而不會浪費過多的硅片面積。

本發(fā)明實施例還提供了一種IGBT的制作方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底1；在所述半導(dǎo)體襯底1的第一表面形成集電極2；在所述半導(dǎo)體襯底1的第一表面形成絕緣結(jié)構(gòu)3，所述絕緣結(jié)構(gòu)3環(huán)設(shè)于所述集電極2的四周；在所述集電極2背離所述半導(dǎo)體襯底1一側(cè)形成金屬電極層4，所述金屬電極層4覆蓋所述集電極2和絕緣結(jié)構(gòu)3。優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體襯底1為輕摻雜N型半導(dǎo)體襯底1。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個實施例中，在所述半導(dǎo)體襯底1的第一表面形成集電極2包括：

如圖5所示，在所述半導(dǎo)體襯底1第一表面形成掩膜層8，所述掩膜層8上具有預(yù)設(shè)窗口，所述預(yù)設(shè)窗口與所述半導(dǎo)體襯底1內(nèi)待形成集電極的區(qū)域相對應(yīng)；

如圖6和圖7所示，以所述掩膜層8為掩膜，對所述半導(dǎo)體襯底1第一表面進行離子注入，在所述半導(dǎo)體襯底1內(nèi)待形成集電極的區(qū)域形成集電極2；

如圖8所示，去除所述掩膜層8。

優(yōu)選的，所述集電極2為重摻雜P型半導(dǎo)體層，所述集電極2的形成工藝為離子注入，但本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的另一個實施例中，在所述半導(dǎo)體襯底1的第一表面形成絕緣結(jié)構(gòu)3，所述絕緣結(jié)構(gòu)3環(huán)設(shè)于所述集電極2的四周包括：

如圖9所示，在所述集電極2背離所述半導(dǎo)體襯底1一側(cè)形成絕緣層9，所述絕緣層9覆蓋所述集電極2和所述半導(dǎo)體襯底1；

如圖10所示，刻蝕所述集電極2表面的絕緣層，保留所述半導(dǎo)體襯底1 表面的絕緣層，形成絕緣結(jié)構(gòu)3，所述絕緣結(jié)構(gòu)3環(huán)設(shè)于所述集電極2四周。

優(yōu)選的，所述絕緣結(jié)構(gòu)3的材料為二氧化硅，更優(yōu)選的，所述絕緣結(jié)構(gòu)3的形成工藝為淀積工藝，但本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。

在上述任一實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述金屬電極層4的形成工藝為淀積工藝，但本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。

在上述任一實施例的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述制作方法還包括：在所述半導(dǎo)體襯底1的第二表面形成正面結(jié)構(gòu)和終端結(jié)構(gòu)，其中，所述終端結(jié)構(gòu)環(huán)設(shè)于所述正面結(jié)構(gòu)四周，所述第二表面與所述第一表面為所述半導(dǎo)體襯底1相對的兩面。由于在所述半導(dǎo)體襯底1的第二表面形成正面結(jié)構(gòu)和終端結(jié)構(gòu)已為本領(lǐng)域人員所熟知，本發(fā)明對此不再詳細贅述。

綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的IGBT及其制作方法中，所述集電極2距離所述IGBT側(cè)面之間形成有絕緣結(jié)構(gòu)3，從而在所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其耗盡區(qū)不會擴散到所述IGBT的側(cè)面，避免了所述IGBT的PN結(jié)反偏時，其載流子從側(cè)面流出而導(dǎo)致的漏電現(xiàn)象，且不會浪費大量的硅片面積。

本說明書中各個部分采用遞進的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。