[发明专利]绝缘栅双极型晶体管及其制造方法

说明书

一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法，该绝缘栅双极型晶体管制造方法在制造IGBT时先在N型衬底上注入一层N型离子形成N+载流子增强区，然后再形成IGBT正面结构和背面结构。通过在N型衬底上注入一层N型离子形成N+载流子增强区来减小高温漏电流。因此，该绝缘栅双极型晶体管具有高温漏电流小的优点。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件制造方法，特别是涉及一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种常用的通过电压控制的功率开关器件。其具有输入电容大、输入阻抗高、驱动电流小、速度快、耐压高、热稳定性强、工作温度高、控制电路简单等特点，现阶段已经成为电力电子装置的主流器件。

IGBT器件从20世纪80年代发明至今，经历了PT(punch-through，穿通)型，具有N+缓冲层的PT(punch-through，穿通)型，以及NPT(non-punch through非穿通)型等等一系列的演变。IGBT芯片的厚度也从初期的300μm减小至现在的70μm左右，芯片加工工艺，尤其薄片加工工艺要求越来越高。

IGBT器件作为现代电力电子装置的主流器件，在开关电源、整流器、照明电路、牵引传动以及感应加热等领域有着广泛的应用。现有的IGBT器件在使用时在集电极和发射极之间容易产生高温漏电。高温漏电流较大时，会导致IGBT器件的结温上升，导致器件发生失效。最常用的解决IGBT器件高温漏电流大的工艺方法是改变钝化层的结构。然而改变钝化层结构解决高温漏电的工艺复杂，成本高，且收效甚微。

发明内容

基于此，有必要提供一种绝缘栅双极型晶体管，该绝缘栅双极型晶体管具有高温漏电流小的优点。

此外，还提供一种上述绝缘栅双极型晶体管的制造方法，绝缘栅双极型晶体管的制造方法制造的绝缘栅双极型晶体管具有高温漏电流小的优点。

一种绝缘栅双极型晶体管，包括N型衬底、IGBT正面结构、形成于N型衬底背面的P+层以及形成于P+层上远离N型衬底一侧的背面金属层，所述N型衬底和IGBT正面结构之间还具有一层N+载流子增强区，所述IGBT正面结构形成于所述N+载流子增强区上。

在其中一个实施例中，所述N+载流子增强区的掺杂浓度为1E15～1E16cm^-3。

在其中一个实施例中，所述N+载流子增强区的厚度为8μm～12μm。

在其中一个实施例中，所述IGBT正面结构包括MOS结构和形成于MOS结构周围的P环结构。

在其中一个实施例中，所述N型衬底的晶向为＜100＞。

一种绝缘栅双极型晶体管制造方法，所述绝缘栅双极型晶体管制造方法包括如下步骤：提供一个N型衬底；在所述N型衬底上注入一层N型离子形成N+载流子增强区；在所述N+载流子增强区上形成IGBT正面结构；减薄所述N型衬底，在所述N型衬底的背面上进行P型杂质注入形成P+层；在所述P+层上淀积金属，形成背面集电极的背面金属层。

在其中一个实施例中，所述N型离子为磷。

在其中一个实施例中，所述磷离子注入时的注入能量为40～160KeV，注入剂量为1E11～1E13cm^-2。

在其中一个实施例中，所述IGBT正面结构包括MOS结构和形成于MOS结构周围的P环结构。

在其中一个实施例中，所述N型衬底的晶向为＜100＞。