[发明专利]IGBT制作方法及IGBT

说明书

本发明公开了一种IGBT制作方法及IGBT。其中，所述IGBT为平面型IGBT或沟槽型IGBT，所述IGBT制作方法包括：制作IGBT的正面结构，其中，包括在硅中掺杂第一离子以形成p+区，所述第一离子的扩散系数高于硼离子的扩散系数；制作IGBT的背面结构。本发明在制作p+区时，采用掺杂比硼离子扩散系数大的第一离子，如铝离子或镓离子，替代了现有技术中掺杂硼离子，能够在较低温度、较短时间内形成比扩散硼离子的方式更深、更宽、更渐变的PN结，使得制成的IGBT相比于现有的IGBT进一步提升了抗闩锁能力，具有更高的反向击穿电压和更短的存储时间，提高了IGBT的稳定性，并且具有一定的成本优势。

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)制作方法及IGBT。

背景技术

IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)的高输入阻抗和GTR(Giant Transistor，电力晶体管)的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V(伏)及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

图1示出了现有的一种平面型IGBT的结构，其包括n-漂移区101、p阱102(p-well)、n+源区103、p+区104、p+层105、n+电场截止层(Field Stop Layer)106、发射极E、栅极G和集电极C。图2示出了现有的另一种平面型IGBT的结构，其相比于图1示出的结构省略了n+电场截止层106。图3示出了现有的一种沟槽型IGBT的结构，其包括n-漂移区201、p型基区202(p-base)、n+源区203、p+区204、n+电场截止层205、p+层206、发射极E、栅极G和集电极C。图4示出了现有的另一种沟槽型IGBT的结构，其相比于图3示出的结构省略了n+电场截止层205。

现有技术中，在制作上述结构的IGBT时，通常采用扩散硼离子(扩散或注入)的方式形成p+区，这种方式扩散的时间较长、温度较高，形成的PN结较陡，反向击穿电压较低、存储时间较长、抗闩锁(latch-up)能力不足，导致制成的IGBT的性能不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中通过注入硼离子形成p+区而导致IGBT反向击穿电压较低、存储时间较长、抗闩锁能力不足的缺陷，提供了一种能够提升IGBT的反向击穿电压、存储时间、抗闩锁能力的IGBT制作方法及IGBT。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种IGBT制作方法，所述IGBT为平面型IGBT或沟槽型IGBT，所述IGBT制作方法包括：

制作IGBT的正面结构，其中，包括在硅中掺杂第一离子以形成p+区，所述第一离子的扩散系数高于硼离子的扩散系数；

制作IGBT的背面结构。

较佳地，掺杂第一离子包括扩散铝离子。

较佳地，扩散铝离子的温度为1000℃-1300℃。

较佳地，扩散铝离子的温度为1250℃。

较佳地，扩散铝离子14小时，以使得铝离子的扩散深度达到250微米；或，扩散铝离子4小时，以使得铝离子的扩散深度达到25微米。

较佳地，掺杂第一离子包括注入铝离子。

较佳地，掺杂第一离子包括扩散镓离子。