[发明专利]一种异质结场阻结构的IGBT及其制备方法

说明书

本发明公开了一种异质结场阻结构的IGBT，其包括发射极、栅极、漂移区、缓冲区、异质结集电极和金属焊接层，所述异质结集电极设置于IGBT底部，所述缓冲区和漂移区依次叠加在集电极上，所述发射极和栅极设置于漂移区顶部，发射极和栅极并排设置，所述集电极表面还设有金属焊接层。本发明还公开了一种异质结场阻结构IGBT的制备方法。本发明的优点在于用简单的方法制造异质结IGBT的集电区，降低接触电阻和饱和压降。

技术领域

本发明涉及IGBT，尤其涉及一种异质结场阻结构的IGBT及其制备方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，它是八十年代初诞生，九十年代迅速发展起来的新型复合电力电子器件。1980年之后国际上主流的半导体功率器件由可控硅发展为更先进的IGBT。

IGBT通常有三种结构，穿通型IGBT、非穿通型IGBT和场阻型IGBT，其中，非穿通型IGBT和场阻型IGBT采用FZ单晶硅片，在完成IGBT正面工艺后，硅片减薄，然后背面高能N型离子注入和P型离子注入，然后退火。此结构的主要缺点：为降低背面空穴的注入效率，背面P型离子注入剂量不会太高，带来的结果就是集电极的接触电阻会很大。

发明内容

鉴于目前IGBT存在的上述不足，本发明提供一种异质结场阻结构的IGBT及其制备方法，能够在保证空穴的注入效率的同时，提高背面P型杂质的掺杂浓度，降低IGBT背面集电极的接触电阻。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种异质结场阻结构的IGBT，包括发射极、栅极、漂移区、缓冲区、异质结集电极和金属焊接层，所述异质结集电极设置于IGBT底部，所述缓冲区和漂移区依次叠加在异质结集电极上，所述发射极和栅极设置于漂移区顶部，发射极和栅极并排设置，所述金属焊接层设置于异质结电极表面。

作为优选方案，所述栅极的材料为二氧化硅。

作为优选方案，所述发射极的材料为锗单质。

作为优选方案，所述集电极分为P-Si层和P-Ge层，所述P-Ge层设置于P-Si层下，所述P-Ge层的厚度为1～5000埃，P-Ge的掺杂剂量为1012～2×1016cm-2。

一种制备本发明所述的IGBT方法，其包括如下步骤：

在单晶硅片上完成正面工艺，形成发射极和栅极；

将单晶硅的背面减薄，

将VA族或VIA族元素离子注入单晶硅的背面形成缓冲层；

在缓冲区上形成P-Si层；

将锗蒸发至所述P-Si层的表面，形成锗层；

将P型杂质离子注入所述锗层形成集电极的P-Ge层；

将所述集电极进行退火；

将退火后的集电极表面金属化，形成一层金属镀层。

作为优选方案，所述正面工艺包括如下操作：

P型体和N+注入推进；

进行沟槽刻蚀；

进行通道氧化和多晶硅沉积；

介质沉积；

接触孔刻蚀；

正面金属化；

硅片正面钝化。

作为优选方案，所述锗蒸发的步骤为蒸发或溅射。

作为优选方案，所述退火的步骤包括炉管退火、快速退火和激光退火中的任意一种。