[发明专利]一种绝缘栅双极型晶体管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，更具体地说，涉及一种绝缘栅双极型晶体管及其制作方法。

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被广泛应用到交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT承受反向耐压的能力是衡量其性能的一个重要参数，但是，目前常规的IGBT的反向耐压仅仅只有十几伏或者几十伏，而这远远不能满足在实际工作中对IGBT反向耐压能力的要求。因此，如何提高IGBT承受反向耐压的能力是现阶段IGBT领域一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种绝缘栅双极型晶体管及其制作方法，以提高绝缘栅双极型晶体管承受反向耐压的能力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种绝缘栅双极型晶体管，该绝缘栅双极型晶体管包括：

集电区；

位于所述集电区表面上的超结漂移区；

位于所述超结漂移区表面上的有源区以及第一终端结构，所述第一终端结构包围所述有源区；

包围所述超结漂移区以及第一终端结构的第二终端结构，所述第二终端结构的宽度在第一方向上递增，所述第一方向由所述集电区指向所述有源区；

其中，所述第二终端结构的底部与所述集电区接触，其顶部与所述有源区的顶部齐平。

优选的，上述绝缘栅双极型晶体管中，在纵剖面上，所述第二终端结构包括：

多个沿第一方向上堆叠的椭圆形区域，各椭圆形区域的横轴的长度在第一方向上递增。

优选的，上述绝缘栅双极型晶体管中，在纵剖面上，所述第二终端结构包括：

多个沿第一方向上堆叠的矩形区域，各矩形区域的宽度在第一方向上递增。

优选的，上述绝缘栅双极型晶体管中，在纵剖面上，所述第二终端结构包括：

包围所述超结漂移区以及第一终端结构的反向耐压槽，所述反向耐压槽的底部与所述集电区接触，且所述反向耐压槽的宽度在第一方向上递增；

位于所述反向耐压槽侧壁和底部的反向耐压层。

优选的，上述绝缘栅双极型晶体管中，所述反向耐压层为二氧化硅层。

本发明还提供了一种绝缘栅双极型晶体管制作方法，该方法包括：

提供一半导体衬底，该半导体衬底用于形成集电区；

在所述半导体衬底上形成超结漂移区、有源区以及终端结构；

其中，所述有源区位于所述超结漂移区表面上；所述终端结构包括：包围所述有源区的第一终端结构；包围所述第一终端结构以及超结漂移区的第二终端结构；所述第二终端结构的宽度在第一方向上递增，所述第一方向由所述集电区指向所述有源区；所述第二终端结构的底部与所述集电区接触，其顶部与所述有源区齐平。

优选的，上述方法中，所述半导体衬底为P型硅衬底，所述在所述半导体衬底上形成超结漂移区、有源区以及终端结构包括：

a1、在所述P型硅衬底上外延第一N型硅层；

b1、对所述第一N型硅层进行P型离子注入，形成P型区域的第一注入区以及所述第二终端结构的第一注入区；

c1、在所述第一N型硅层上外延第二N型硅层，重复步骤b1，在该第二N型硅层表面内形成所述P型区域的第二注入区以及所述第二终端结构的第二注入区；

d1、多次重复步骤c1，得到多层N型硅层，每层N型硅层表面内均形成有所述P型区域的注入区以及所述第二终端结构的注入区，且在第一方向上，所述P型区域的各注入区的宽度不变，所述第二终端结构的各注入区的宽度递增；

e1、进行退火处理，使第一方向上的所述P型区的各注入区接触，且使所述第二终端结构的各注入区接触；

f1、在最上层的N型硅层表面外延表层N型硅层；

g1、在所述表层N型硅层内形成有源区、包围所述有源区的第一终端结构以及第二终端结构的表层注入区，所述表层注入区包围所述第一终端结构且其宽度大于与之接触的第二终端结构的注入区的宽度；