[发明专利]一种IGBT及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制作工艺技术领域，更具体地说，涉及一种IGBT及其制作方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管（即巨型晶体管，简称GTR）的高速开关特性的优点，因此，IGBT作为一种必须的开关器件被广泛的应用在变频器和逆变器等电路结构中。

参考图1，图1为一种平面栅极结构的IGBT的结构示意图，包括：N型轻掺杂（N^-）半导体衬底1；位于N^-半导体衬底1上表面的栅极结构以及源极结构；位于所述N^-半导体衬底1下表面的P型重掺杂（P⁺）集电区4。

所述源极结构包括：位于所述N^-半导体衬底1上表面内的P型阱区2；位于所述P型阱区2上表面内的N型重掺杂（N⁺）源区3。所述栅极结构包括：设置在所述N^-半导体衬底1上表面的栅极G。所述P⁺集电区4下表面设置有集电极C。其中，所述N^-半导体衬底1以及栅极G上方设置有电极层，所述电极层包括源极5。

理想情况下，N⁺源区3与P型阱区2构成的PN结应不导通。但是，实际上，上述IGBT在工作时，当空穴电流到达一定值时，IGBT导通后不能关断，出现闩锁效应，使IGBT出现闩锁效应的空穴电流为闩锁电流。现有的IGBT闩锁电流小，抗闩锁能力较弱。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种IGBT及其制作方法，以解决IGBT闩锁电流小，抗闩锁能力较弱的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种IGBT，该IGBT包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底上表面的栅极结构；

位于所述半导体衬底上表面内的阱区、源区和浅阱区，其中，所述阱区内设置有源区，所述阱区、源区以及浅阱区的上表面与所述半导体衬底的上表面齐平，所述阱区和所述浅阱区不接触且掺杂类型相同；

位于所述阱区、浅阱区和源区表面上的源极；

位于所述半导体下表面的背面结构，所述背面结构包括集电区。

优选的，在上述IGBT中，所述栅极结构包括：第一子栅极以及第二子栅极，所述第一子栅极以及第二子栅极存在间隙。

优选的，在上述IGBT中，其特征在于，所述浅阱区的长度为0.5μm-2μm。

优选的，在上述IGBT中，所述浅阱区深度为0.5μm-1.5μm。

优选的，在上述IGBT中，所述背面结构还包括：

位于所述集电区下表面的集电极。

优选的，所述背面还包括：位于所述集电区上表面的缓冲层，所述缓冲层的掺杂类型与所述半导体衬底的掺杂类型相同，且所述缓冲层的掺杂浓度大于所述半导体衬底的掺杂浓度。

本发明还提供了一种IGBT的制作方法，该方法包括：

提供一半导体衬底；

在所述半导体衬底上表面形成栅极结构；

在所述半导体衬底上表面内形成阱区、源区和浅阱区，其中，所述源区位于所述阱区表面内，所述阱区、源区以及浅阱区的上表面与所述半导体衬底的上表面齐平，所述阱区和所述浅阱区不接触且掺杂类型相同；

在所述半导体下表面形成背面结构。

优选的，在上述方法中，所述浅阱区形成过程包括：

对所述半导体衬底进行离子注入，形成掺杂区；

经过退火，使所述掺杂区内的杂质离子扩散，形成设定宽度及深度的浅阱区。

优选的，在上述方法中，所述离子注入的注入剂量为1.0×10¹²cm^-2-1.0×10¹³cm^-2。

优选的，在上述方法中，所述离子注入的注入能量大于零，且小于40keV。

优选的，在上述方法中，退火温度为800℃-1000℃。