[发明专利]一种IGBT芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种IGBT芯片的制作方法，包括：通过离子注入的方式，将硼注入到IGBT器件中；对所述IGBT器件进行高温退火，激活注入到所述IGBT器件的硼，并使硼达到所述IGBT器件的预设深度，形成P阱；将磷通过高能离子注入的方式注入到所述P阱下的预定位置，并进行高温退火激活所述高能磷，形成所述IGBT器件的N阱。除此之外，本发明还公开了一种IGBT芯片，应用如上述的IGBT芯片的制作方法，包括P阱、N阱和基区，所述N阱设置于所述P阱和所述基区之间。所述IGBT芯片通过在P阱和基区之间制作杂质浓度较高的N阱，提高了沟道中载流子的移动能力，减少了阈值电压，减少长工艺偏差和时间成本，提高了工艺效率，降低了工艺成本。

技术领域

本发明涉及半导体器件工艺制造领域，特别是涉及一种IGBT芯片及其制作方法。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，由于兼有MOSFET的高输入阻抗和BJT(Bipolar Transistor，双极型晶体管)的低导通压降两方面的优点。在直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域广泛应用。

现有的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)阱的制作方法中，都是先进行阱注入到表面，然后经过高位推进到设计的深度，所以表面浓度最高，越到底部越低。但是表面杂质的浓度高导致器件的阈值电压无法降下来，沟道中载流子的移动能力也受到影响，同时阱之间的隔离也会对器件性能有很大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种IGBT芯片及其制作方法，有效降低器件阈值电压，提高了载流子的迁移率，增强了阱的隔离能力，减小漏电流；且阱的浓度及深度都很容易控制，能减少长时间热过程带来的工艺偏差和时间成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种IGBT芯片的制作方法，包括：

步骤1、通过离子注入的方式，将硼注入到IGBT器件中；

步骤2、对所述IGBT器件进行高温退火，激活注入到所述IGBT器件的硼，并使硼达到所述IGBT器件的预设深度，形成P阱；

步骤3、将磷通过高能离子注入的方式注入到所述P阱下的预定位置，并进行高温退火激活所述磷，形成所述IGBT器件的N阱；

其中，所述N阱与所述P阱形成倒置型PN结势垒。

其中，在所述步骤3之后，还包括：

步骤4、对所述IGBT器件的N+区进行掺杂，形成所述IGBT器件的发射极。

其中，在所述步骤4之后，还包括：

步骤411、对所述IGBT器件进行隔离介质层工艺处理，形成隔离介质层，并进行接触孔光刻，打开所述接触孔；

步骤412、对所述IGBT器件进行金属工艺处理，形成金属层，并进行金属光刻与刻蚀，将所述发射极与栅极引出，进行钝化工艺，保护所述IGBT器件的正面。

其中，在所述步骤412之后，还包括：

步骤413、对所述IGBT器件的背面进行减薄，其中，对650V的IGBT器件，减薄的最终厚度为50μm-100μm；对1200V的IGBT器件，减薄的最终厚度为100μm-170μm；对1700V的IGBT器件，最终厚度为170μm-250μm；对2500V IGBT器件，减薄的最终厚度为250μm-350μm；对3300V的IGBT器件，减薄的最终厚度为350μm-450μm；对4500V IGBT器件，减薄的最终厚度为450μm-600μm；对6500V的IGBT器件，减薄的最终厚度为600μm-800μm。

其中，在所述步骤413之后，还包括：