[发明专利]场终止绝缘栅双极型晶体管中的背侧掺杂激活

权利要求书

1.一种垂直绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结构，包括：

衬底，所述衬底包括在所述衬底的前侧形成的第一导电类型的注入区，所述衬底的背侧被减薄以暴露所述注入区的底部；

外延层，位于所述衬底的前侧上，所述外延层包括：

第二导电类型的场终止区；和

所述场终止区域上的第二导电类型的漂移区；

多个绝缘栅双极型晶体管有源单元，位于所述漂移区中和所述漂移区上；以及

背侧金属，位于所述衬底的背侧上并与所述注入区接触。

2.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述衬底具有所述第一导电类型。

3.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述注入区在位于所述绝缘栅双极型晶体管有源单元之下的区域中覆盖所述衬底的背侧。

4.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述注入区覆盖所述衬底的背侧的第一图案化区域。

5.根据权利要求4所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述注入区覆盖所述绝缘栅双极型晶体管器件的背侧的在10％和90％之间的百分比，所述百分比被选择为优化开关速度和导通状态电压Vce。

6.根据权利要求4所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，还包括所述衬底的背侧的第二图案化的区域，所述注入区具有所述第一导电类型的掺杂物的第一浓度，并且所述第二图案化的区域中暴露的区具有所述第一导电类型的掺杂物的第二浓度，所述第二浓度低于所述第一浓度。

7.根据权利要求4所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述绝缘栅双极型晶体管结构是反向导电绝缘栅双极型晶体管，并且还包括所述衬底的背侧的第二图案化的区域，其中所述衬底中的第二注入区在所述第二图案化的区域中暴露，具有所述第二导电类型，并且延伸到所述衬底的前侧，所述背侧金属还接触所述第二注入区。

8.根据权利要求7所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述第二注入区包括在围绕所述有源绝缘栅双极型晶体管单元的终端边缘下方形成的电子注入区，以及以包含所述有源绝缘栅双极型晶体管单元的有源器件区域的下方为中心的圆形电子注入区。

9.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中，所述第一导电类型是P型，并且所述第二导电类型是N型。

10.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述衬底的掺杂浓度大于1e15cm^-3但小于所述第一导电类型的掺杂物的5e16cm^-3。

11.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述注入区具有2e17cm^-3和5e19cm^-3之间的掺杂浓度以及在2至12微米范围的厚度。

12.根据权利要求8所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述场终止区具有5e14cm^-3和1e18cm^-3之间的掺杂浓度以及在1至10微米范围的厚度。

13.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述漂移区具有类似浴盆的掺杂分布。

14.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述场终止区掺杂有注入的砷(As)或锑(Sb)。

15.根据权利要求1所述的垂直绝缘栅双极型晶体管结构，其中所述漂移区包括过渡区段，所述过渡区段具有5e14cm^-3和5e15cm^-3之间的掺杂浓度以及在2至5微米范围的厚度。