[发明专利]反向导通场截止绝缘栅双极晶体管及其制作方法

说明书

一种反向导通场截止绝缘栅双极晶体管及其制作方法，包含：一第一导电型基板；多个沟渠，形成于该第一导电型基板底面；多个第一导电型掺杂区，形成于该些沟渠的底面；一第二导电型掺杂区，形成于该第一导电型基板底面；及一第一导电型场截止掺杂区，位于第一导电型基板内部且距离第一导电型基板底部有一场截止深度，其中该场截止深度大于沟渠深度。由于多个第一导电型掺杂区及第二导电型掺杂区间隔有一段距离，所以可以抑制侧向齐纳二极管于基板底面形成且增进绝缘栅双极晶体管的性能。

技术领域

本发明为一种绝缘栅双极晶体管及其制作方法，尤指一种反向导通场截止绝缘栅双极晶体管及其制作方法。

背景技术

绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）是一种结合金氧半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor，MOSFET)和双载子接面晶体管(bipolar junction transistor，BJT)的复合结构。IGBT因为结合了MOSET易于利用栅极控制的特性，以及BJT具低导通电压压降的特性，因此广泛应用于高电压高功率的应用领域。

一般的IGBT（例如一穿透型IGBT）主要包含一P+型半导体基底，于其上形成一N-型缓冲层，然后再于N-型缓冲层上形成一N型磊晶层，作为IGBT中寄生MOSFET的汲极。接着，于N型磊晶层内形成栅极结构(gate)及射极结构(emitter)，并于P+型半导体基底的底部形成集极(collector)。在上述的穿透型IGBT中，崩溃电压(breakdown voltage)主要是由P+型半导体基底极及N-型缓冲层决定，在此两层间会有最大值电场产生。

另一种IGBT为非穿透型(Non Punch Through,NPT)IGBT没有N-型缓冲层，因此崩溃电压由N型磊晶层（N型漂移区）的雪崩现象所决定。为了提高崩溃电压，场截止层(FieldStop)IGBT以场截止离子布植取代在穿透型IGBT中的N型缓冲层，借此以渐变(graded)或是线性渐进(linearly graded)N型剖面取代原有穿透型IGBT的陡峭接面(abruptjunction)，以降低电场最大值，进而提升崩溃电压。

在上述的三种IGBT中，仍然需要并联一快速回复磊晶二极管(FRED)以释放关闭电流，因此在上述的IGBT中，需要内建一反向导通二极管，以进行软切换(soft switching)应用，上述架构的IGBT即可称为反向导通场截止(RCFS)IGBT。然公知的反向导通场截止IGBT在基板背面先以模板或是金属罩幕制作N+布植层，然后再制作用以形成IGBT集极的P型布植层，随后再进行快速热退火以形成N+型掺杂层和P型掺杂层。由于N+型掺杂层和P型掺杂层大体都位在基板背面的同一平面上，因此会形成侧向的齐纳二极管(Zener diode)，影响IGBT的性能。

发明内容

为了克服公知技术问题，本发明的一目的为提供可防止寄生齐纳二极管产生的反向导通场截止绝缘栅双极晶体管及其制作方法。

为达成上述目的，本发明提供一种反向导通场截止绝缘栅双极晶体管制作方法，包含下列步骤：(a)提供一第一导电型基板，并在该基板的正面制作半导体元件；(b)使用保护层盖住该半导体元件的正面；(c)在第一导电性基板背面进行第一导电型离子布植，以在一场截止深度处形成第一导电型场截止离子布植层；(d)于该第一导电性基板背面形成多数沟渠，其中沟渠的深度小于该场截止深度；(e)于该第一导电性基板背面进行第一导电型离子布植，以在该些沟渠底部形成第一导电型离子布植图案；及(f)于该第一导电性基板背面进行离子布植，以在该基板背面形成第二导电型离子布植层。

上述的反向导通场截止绝缘栅双极晶体管制作方法，其中在步骤(b)之后还包含：去除该第一导电性基板的部份背面。