[发明专利]集电区碳注入内透明集电极IGBT制造技术

摘要

本发明涉及一种集电区碳注入内透明集电极IGBT制造技术，关键工艺为：P+单晶硅衬底上进行剂量在1×1015cm-2-1×1017cm-2范围、能量在20keV-1000keV范围的碳注入；在700-1100°C温度下、氩气或者真空气氛退火20-100分钟；外延缓冲层，第一步重掺杂外延，浓度在5×1017cm-3-5×1018cm-3范围，厚度在1-5微米范围，第二步轻掺杂外延，浓度在1×1016cm-3-1×1017cm-3范围，厚度在4-10微米范围；其后工艺与传统PT-IGBT相同。碳注入及退火工艺，在器件集电区近集电结形成一个局域缺陷区，使局域载流子寿命大大降低，提高器件开关速度。

主权项

集电区碳注入内透明集电极IGBT制造技术，其特征在于首先进行以下步骤：a)在电阻率为0.02‑0.005Ωcm的单晶硅P+衬底的表面进行碳注入，碳注入的次数为1‑5次，每次碳注入的剂量范围在1×1015cm‑2‑1×1017cm‑2，每次碳注入的能量范围在20keV‑1000keV；b)实施高温退火，高温退火的气氛为氩气或者真空；退火温度在700‑1100°C，持续时间为20‑100分钟；c)外延缓冲层：缓冲层的总厚度为5－15微米，缓冲层外延采用两步工艺控制的技术方案：第一步较高浓度掺杂，浓度在5×1017cm‑3‑5×1018cm‑3范围，厚度在1－5微米范围，第二步较低浓度掺杂，浓度在1×1016cm‑3‑10×1016cm‑3范围，厚度在4－10微米范围；d)外延耐压层：耐压层的掺杂浓度与厚度按常规穿通型IGBT的设计确定；e)采用常规穿通型IGBT制造工艺完成表面MOS结构与背面减薄及背面金属化。