專利名稱：絕緣柵雙極型晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶體管，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(lái)，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。
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(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明絕緣柵雙極型晶體管，通過(guò)在柵極氧 化層下方的N-型襯底上增加了 一個(gè)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，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
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-村底之間的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(gè)濃P型 阱區(qū)。
本發(fā)明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(guò)在 柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個(gè)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l是本發(fā)明絕緣柵雙極型晶體管截面圖。
圖2是本發(fā)明IGBT與傳統(tǒng)IGBT正向?qū)〞r(shí)集電極電流(縱軸)電壓(橫 軸)曲線對(duì)比圖。
圖3是本發(fā)明IGBT與傳統(tǒng)IGBT反向關(guān)斷時(shí)集電極電流(縱軸)電壓(橫 軸)曲線對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明絕緣柵雙極型晶體管作進(jìn)一步描述。 請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖3， 一種絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-村底表面進(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)下方的集電才及7及位于柵極氧化層上方的發(fā)射才及6，在4冊(cè)才及氧化層下方 的N-型襯底上增加了 一個(gè)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。
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(shí)集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖， B為本發(fā)明IGBT正向?qū)〞r(shí)集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖。由圖2 可知，正向?qū)〞r(shí)集電極電流為0. 00003A對(duì)應(yīng)的集電極電壓即為通態(tài)壓降 Vce(on),圖中兩曲線對(duì)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
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(méi)有變化。
圖3中Al為傳統(tǒng)IGBT反向關(guān)斷時(shí)集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線
圖，Bl為本發(fā)明IGBT反向關(guān)斷時(shí)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(shí)集電極電流為3e-10A所對(duì)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(duì)比可以看出本發(fā)明的IGBT結(jié)構(gòu)提高了 10%以上
的器件反向擊穿電壓。
本發(fā)明絕緣柵雙極型晶體管，通過(guò)在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了
一個(gè)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
1、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(gè)濃P型阱區(qū)。
2、 如權(quán)利要求l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p+ 阱區(qū)由高濃度的p+離子注入形成在對(duì)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0. 1微米至10微米，寬度為0. 1」微米至l(H敖米。
全文摘要
本發(fā)明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(gè)濃P型阱區(qū)；其通過(guò)在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個(gè)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(hào)H01L29/739GK101667593SQ20091010180
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)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, 祥 曾 申請(qǐng)人:無(wú)錫鳳凰半導(dǎo)體科技有限公司