[发明专利]功率器件及其制造方法

说明书

本发明提供了功率器件及其制造方法，所述功率器件具有基于半导体衬底的处于集电极区与漂移区之间的以FS‑IGBT结构形式的场阻止(FS)层，其中所述FS层的厚度以及所述集电极区的杂质密度易于调整，且FS层具有改进的功能。

相关申请交叉引用

本申请是2013年4月24日提交的、申请号为“201310146711.5”的标题为“功率器件及其制造方法”的中国专利申请的分案申请。

本申请要求于2012年4月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0042717以及2013年4月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0043817的权益，这两个申请的披露内容整体通过引证方式结合于此。

技术领域

本申请涉及功率器件，更具体地，涉及使用半导体衬底作为场阻止层并且通过使所述半导体衬底的外延层生长而在所述半导体衬底中形成漂移区的功率器件，并且本申请还涉及该功率器件的制造方法。

背景技术

近来，绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为具有高功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的高速切换特性以及双极结型晶体管(BJT)的高功率特性的功率半导体器件而受到关注。在各种类型的IGBT结构中，场阻止(FS)型IGBT可以理解成是软穿通型(softpunch-through type)或浅穿通型(shallow punch-through type)IGBT。这种FS-IGBT可以理解为是非穿通(NPT)型IGBT技术和PT型IGBT技术的组合，并因此可以理解为具有低饱和集电极-发射极电压Vce(sat)、简易的平行操作、以及如这些技术中那样的耐用性。

发明内容

本发明构思提供了一种功率器件以及该功率器件的制造方法，所述功率器件具有基于半导体衬底的处于集电极区与漂移区之间的以FS-IGBT结构形式的场阻止(FS)层，其中所述FS层的厚度以及所述集电极区的杂质密度易于调整，且FS层具有改进的功能。

根据本发明的一个方面，提供了一种功率器件，包括：第一传导类型的半导体衬底；FS层，所述FS层通过第一传导类型离子植入形成在所述半导体衬底上，并且具有密度高于所述半导体衬底的区段；漂移区，所述漂移区通过生长第一传导类型外延层形成在所述FS层上，并且具有低于所述半导体衬底的密度；第二传导类型基极区，形成在所述漂移区上；第一传导类型发射极区，形成在所述第二传导类型基极区的表面上；栅电极，通过在漂移区、第二传导类型基极区、以及第一传导类型发射极区上设置栅绝缘层而形成；以及第二传导类型集电极区，形成在所述半导体衬底下方。

FS层可以在第一区段处具有最大杂质密度，其中杂质密度从所述半导体衬底向所述第一区段增大并从所述第一区段向所述漂移区减小。

FS层可以包括以不同杂质或不同掺杂能量形成的至少两个层。所述至少两个层中的邻近所述半导体衬底的一层可以具有比其他层更高的杂质密度。

所述半导体衬底和所述漂移层中的每个沿着深度方向可以具有恒定的密度分布，所述半导体衬底可以具有比所述漂移层更高的密度，且所述FS层可以消除所述半导体衬底与所述漂移层之间的密度差，并且具有比所述半导体衬底更高的密度。