[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

本发明公开一种半导体结构及其制造方法。半导体结构的制造方法包括以下步骤。形成一N型漂移层(N drift layer)。形成一N型缓冲层(N buffer layer)于N型漂移层上，N型缓冲层包括一N型掺杂物。形成一P型重掺杂层(P+implantation layer)于N型缓冲层上，P型重掺杂层包括一P型掺杂物。以一激光光源照射N型缓冲层及P型重掺杂层以活化N型掺杂物及P型掺杂物。其中，激光光源包括一红外光(IR)及一绿光激光(green laser)，红外光以大于300毫米/秒(mm/s)至600毫米/秒的扫描速度(scan speed)照射N型缓冲层及P型重掺杂层，红外光包括多个红外光脉冲，红外光脉冲的脉冲时间(pulse time)为大于30纳秒(ns)至200纳秒。

技术领域

本发明涉及一种半导体结构及其制造方法，且特别是涉及一种应用于功率元件的半导体结构及其制造方法。

背景技术

绝缘栅极双载子晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是功率元件的一种，由金氧半场效电晶体(MOSFET)及具有PNP接面的双载子晶体管所并联起来而成。绝缘栅极双载子晶体管兼具两种元件的优点，包括高输入阻抗和低导通压降两种特性，在大电流操作下可降低导通及开关的功率损耗，因此广泛运用于绿能、电动车及工业马达等领域。

然而，绝缘栅极双载子晶体管中，为了在晶背上形成P-N接面，从晶背上注入n型或p型离子后，必须加热回火以活化注入的离子，但高温加热通常会造成芯片正面的铝导线的损伤。因此，为了能够提供具有良好特性的绝缘栅极双载子晶体管，注入离子的活化技术是重要的课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制造方法。在该半导体结构的制造方法中，以具有特定脉冲时间和扫描速度的红外光及绿光激光活化半导体结构的掺杂物，可以达到具有不同掺杂类型的深层与浅层的活化，并且使得两者之间仍具有清楚的P-N接面，进而可以应用于多种类型的元件。

为达上述目的，根据本发明内容的一实施例，提出一种半导体结构的制造方法。半导体结构的制造方法包括以下步骤。形成一N型漂移层(N drift layer)。形成一N型缓冲层(N buffer layer)于N型漂移层上，N型缓冲层包括一N型掺杂物。形成一P型重掺杂层(P+implantation layer)于N型缓冲层上，P型重掺杂层包括一P型掺杂物。以一激光光源照射N型缓冲层及P型重掺杂层以活化N型掺杂物及P型掺杂物。其中，激光光源包括一红外光(IR)及一绿光激光(green laser)，红外光以大于300毫米/秒(mm/s)至600毫米/秒的扫描速度(scan speed)照射N型缓冲层及P型重掺杂层，红外光包括多个红外光脉冲，红外光脉冲的脉冲时间(pulse time)为大于30纳秒(ns)至200纳秒。

根据本发明内容的另一实施例，提出一种半导体结构。半导体结构包括一N型漂移层、一N型缓冲层、一P型重掺杂层以及一非结晶硅层。N型缓冲层形成于N型漂移层上，N型缓冲层包括一N型掺杂物。P型重掺杂层形成于N型缓冲层上，P型重掺杂层包括一P型掺杂物。非结晶硅层形成于P型重掺杂层上。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1A至图1B绘示依照本发明内容的一实施例的半导体结构的制造方法示意图；

图1C绘示半导体结构中各膜层的掺杂浓度相对于注入深度的关系图；

图2A至图2B绘示依照本发明内容的另一实施例的半导体结构的制造方法示意图；

图2C绘示半导体结构中各膜层的掺杂浓度相对于注入深度的关系图；

图3A至图3D绘示依照本发明内容的又一实施例的半导体结构的制造方法示意图；