一种增强微穿通型igbt的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种在微穿通型IGBT的基础上改进，实现导通功率损耗进一步降低的增强微穿通型IGBT，属于半导体器件【技术领域】。该IGBT包括栅极、栅氧、P-基区、源区、第二导电类型P+区、漂移区、集电极，漂移区和集电极之间加入有第一导电类型n区，形成微穿通区，微穿通区的掺杂浓度高于漂移区的掺杂浓度；P-基区和漂移区之间加入有第一导电类型n区，形成载流子减速层，载流子减速层的掺杂浓度高于漂移区的掺杂浓度。该增强微穿通型IGBT更进一步降低了器件导通功率损耗。
【专利说明】—种增强微穿通型IGBT
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件【技术领域】，特别涉及一种在微穿通型IGBT的基础上改进，实现导通功率损耗进一步降低的增强微穿通型IGBT。
【背景技术】
[0002]IGBT是一种新型大功率器件，现有技术中，IGBT包括平面型IGBT和沟槽型IGBT。附图1所示为平面型IGBT，它包括栅极101、栅氧102、P阱103、源区104、第二导电类型P+区105、漂移区106、集电极108 ;附图4所示为沟槽型IGBT，它包括栅极201、栅氧202、P阱
203、源区204、第二导电类型P+区205、漂移区206、集电极208。在IGBT芯片中，PIN区域与BJT区域的面积比越大，器件导通时压降越低。因此，为了降低IGBT的导通损耗，曾有技术通过调整IGBT芯片中PIN区域与BJT区域的面积比，使PIN区域所占的比例增大，从而降低器件导通损耗，但是，与此同时，器件的耐压及电流处理能力会随着PIN区域所占比例的增大而降低，故，采用这种方法对IGBT进行优化时，自由度较差。
[0003]针对上述问题，曾有一种微穿通型IGBT问世，该微穿通型IGBT是在IGBT的漂移区和集电极之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区，微穿通区的掺杂浓度高于漂移区的掺杂浓度。附图2为一平面型微穿通型IGBT，它包括栅极101、栅氧102、Ρ_基区103、源区104、第二导电类型P+区105、漂移区106、集电极108，漂移区106和集电极108之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区107，微穿通区107的掺杂浓度高于漂移区106的掺杂浓度。附图5为一沟槽型微穿通型IGBT，它包括栅极201、栅氧202、Ρ_基区203、源区
204、第二导电类型P+区205、漂移区206、集电极208，漂移区206和集电极208之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区207，微穿通区207的掺杂浓度高于漂移区206的掺杂浓度。该微穿通型IGBT的有益效果在于:1)由于漂移区和集电极之间加入有微穿通区，该微穿通区的掺杂浓度高于漂移区的掺杂浓度，电场在其中的分布呈斜角梯形分布，衬底的电场强度在微穿通区基本降至零，IGBT的电压阻断能力与衬底的厚度不再相关，即可使基区显著减薄，从而使IGBT具有较低的导通电阻和饱和压降，进而降低IGBT的导通损耗。2)能够降低发射结的注入系数，从而抑制“晶闸管效应”。3)在硬开关应用时，关断更快、基本没有电流拖尾，从而降低由于电流拖尾造成的功率损耗。但是，如果要使该微穿通型IGBT的导通功率损耗进一步降低，则需要对该微穿通型IGBT作改进。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明提出了一种在微穿通型IGBT的基础上实现进一步降低导通功率损耗的增强微穿通型IGBT。
[0005]本发明提供的增强微穿通型IGBT包括栅极、栅氧、P—基区、源区、第二导电类型P+区、漂移区、集电极，所述漂移区和所述集电极之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区，所述微穿通区的掺杂浓度高于所述漂移区的掺杂浓度；所述P—基区和所述漂移区之间加入有第一导电类型η区，形成载流子减速层，所述载流子减速层的掺杂浓度高于所述漂移区的掺杂浓度。
[0006]本发明提供的增强微穿通型IGBT的有益效果在于，由载流子减速层和漂移区形成的N+N-结能够起到势垒的作用，能够抑制空穴进入到P—基区中，从而使P—基区下方形成载流子积累的区域，IGBT的BJT区域的载流子分布也成为两面大、中间小，IGBT的导通压降更低，进而更进一步降低了器件导通功率损耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为现有技术中平面型IGBT的正面结构示意图；
[0008]图2为现有技术中的在漂移区和集电极之间加入有微穿通区的平面型微穿通型IGBT的正面结构示意图；
[0009]图3为本发明实施例提供在平面型微穿通型IGBT的P—基区和漂移区之间加入有载流子减速层的平面型增强微穿通型IGBT的正面结构示意图；
[0010]图4为现有技术中沟槽型IGBT的正面结构示意图；
[0011]图5为现有技术中的在漂移区和集电极之间加入有微穿通区的沟槽型微穿通型IGBT的正面结构示意图；
[0012]图6为本发明实施例提供的在沟槽型微穿通型IGBT的P_基区和漂移区之间加入有载流子减速层的平面型增强微穿通型IGBT的正面结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
[0014]本发明提供的微穿通型IGBT包括栅极、栅氧、P_基区、源区、第二导电类型P+区、漂移区、集电极，漂移区和集电极之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区，微穿通区的掺杂浓度高于漂移区的掺杂浓度；Ρ_基区和漂移区之间还可以加入有第一导电类型η区，形成载流子减速层，载流子减速层的掺杂浓度高于漂移区的掺杂浓度。
[0015]其中，微穿通区可以是通过高能离子注入形成的。
[0016]其中，载流子减速层是通过高能离子注入后扩散形成的。
[0017]由载流子减速层和漂移区形成的Ν+Ν_结能够起到势垒的作用，能够抑制空穴进入到P—基区中，从而使P—基区下方形成载流子积累的区域，IGBT的BJT区域的载流子分布也成为两面大、中间小，IGBT的导通压降更低，进而更进一步降低了器件导通功率损耗。
[0018]实施例1
[0019]参见附图3，为一平面型增强微穿通型IGBT，它包括栅极101、栅氧102、Ρ_基区103、源区104、第二导电类型P+区105、漂移区106、集电极108，漂移区106和集电极108之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区107，微穿通区107的掺杂浓度高于漂移区106的掺杂浓度；Ρ_基区103和漂移区106之间还可以加入有第一导电类型η区，形成载流子减速层109，载流子减速层109的掺杂浓度高于漂移区106的掺杂浓度。
[0020]其中，微穿通区107可以是通过高能离子注入形成的。
[0021]其中，载流子减速层109是通过高能离子注入后扩散形成的。
[0022]实施例2
[0023]参见附图6，为一沟槽型微穿通型IGBT，它包括栅极201、栅氧202、Ρ_基区203、源区204、第二导电类型P+区205、漂移区206、集电极208，漂移区206和集电极208之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区207，微穿通区207的掺杂浓度高于漂移区206的掺杂浓度；Ρ_基区203和漂移区206之间还可以加入有第一导电类型η区，形成载流子减速层209，载流子减速层209的掺杂浓度高于漂移区206的掺杂浓度。
[0024]其中，微穿通区207可以是通过高能离子注入形成的。
[0025]其中，载流子减速层209是通过高能离子注入后扩散形成的。
[0026]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种增强微穿通型IGBT，包括栅极、栅氧、P—基区、源区、第二导电类型P+区、漂移区、集电极，所述漂移区和所述集电极之间加入有第一导电类型η区，形成微穿通区，所述微穿通区的掺杂浓度高于所述漂移区的掺杂浓度；其特征在于，所述P—基区和所述漂移区之间加入有第一导电类型η区，形成载流子减速层，所述载流子减速层的掺杂浓度高于所述漂移区的掺杂浓度。
2.根据权利要求1所述的微穿通型IGBT，其特征在于，所述微穿通区是通过高能离子注入形成的。
3.根据权利要求1所述的微穿通型IGBT，其特征在于，所述载流子减速层是通过高能离子注入后扩散形成的。
【文档编号】H01L29/739GK103872115SQ201210540053
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年12月13日
【发明者】朱阳军, 张文亮, 张 杰, 田晓丽, 卢烁今, 胡爱斌 申请人:中国科学院微电子研究所, 上海联星电子有限公司, 江苏中科君芯科技有限公司