System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种IGBT制备方法及IGBT器件技术_技高网

一种IGBT制备方法及IGBT器件技术

技术编号:43151028 阅读:15 留言:0更新日期:2024-10-29 17:50
本申请实施例提供了一种IGBT制备方法及IGBT器件,本申请在不增加注入步骤的情况下对非沟槽区域进行局部第一掺杂类型注入的方式,控制有效沟道数量,降低了饱和电流,从而实现一种可以提高短路能力的大电流IGBT器件。

【技术实现步骤摘要】

本申请各实施例属于半导体,尤其涉及一种igbt制备方法及igbt。


技术介绍

1、igbt器件是功率器件由mos晶体管和双极型晶体管复合而成的一种器件,其中mos晶体管是输入极,pnp晶体管是输出极。栅极-发射极的电压控制igbt的导通和关断,当栅极-发射极电压大于mos的阈值电压vth时,mos形成的电流沟道为pnp晶体管提供基极电流,使得igbt器件导通。当栅极-发射极电压小于mos的阈值电压vth时,mos内部沟道关断,pnp晶体管的基极电流被切断,igbt器件被关断。当igbt器件关断,集电极-发射极的电压小于0v,igbt器件中的寄生体二极管是正偏压状态,反向电流从发射极经体二极管流至集电极,由于体二极管的电流存在注入少子载流子现象,igbt器件再次开启时进行反向恢复时,会产生较大的反向恢复电流,且反向恢复时间较长。

2、igbt既具有mos晶体管驱动功率小和开关速度快的优点,又有双极型晶体管饱和压降低和容量大的优点,在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。

3、如图1所示,目前结构为全部非沟槽区域进行高浓度第一掺杂类型的离子注入形成第三注入区,这样在igbt器件在开启时,第一掺杂类型的离子注入第三注入区产生的沟道电流为pnp提供基极电流,因高浓度n注入占比很高,pnp的基极电流较大,所以器件的饱和电流很大,致使器件的短路能力较差。


技术实现思路

1、为了解决或缓解现有技术中的问题,本专利技术在不增加注入步骤的情况下在非沟槽区域进行局部第一掺杂类型的离子注入形成第三注入区,减小了有效沟道电流,此时pnp基极电流相应减小,器件的总饱和电流下降,短路能力提升。

2、第一方面,本申请提供了一种igbt制备方法,包括:

3、在具有第一掺杂类型的单晶硅晶圆中进行离子注入形成第一掺杂类型的第一注入区;

4、在所述第一注入区中进行离子注入形成第二掺杂类型的第二注入区;

5、形成多个贯穿所述第一注入区和第二注入区的多个间隔设置的沟槽;

6、在所述沟槽中及所述单晶硅晶圆表面生长牺牲氧化层,随后去除所述牺牲氧化层;

7、在所述沟槽中及所述单晶硅晶圆表面生长栅极氧化层;

8、在所述沟槽中沉积多晶硅,并对所述多晶硅进行回刻;

9、在部分所述第二注入区中进行离子注入形成具有第一掺杂类型的第三注入区;

10、在所述单晶硅晶圆表面沉积介质层,并形成设置在所述介质层、第三注入区和第二注入区中的多个第一接触孔及设置在所述介质层和第二注入区中的多个第二接触孔;

11、在多个所述第二接触孔底部对应的区域进行离子注入形成第二掺杂类型的第四注入区;

12、在所述第一接触孔、第二接触孔中及介质层上表面沉积第一金属层;

13、在所述第一金属层上表面形成间隔设置的钝化层;

14、对所述单晶硅晶圆背面减薄处理,并进行离子注入进行第一掺杂类型的第五注入区;进行离子注入进行第一掺杂类型的第五注入区,在所述第五注入区中形成第二掺杂类型的第六注入区;

15、在所述第六注入区远离所述单晶硅晶圆一面沉积第二金属层。

16、作为本申请一优选实施例,所述第一掺杂类型为n型,第二掺杂类型为p型。

17、作为本申请一优选实施例,所述第一注入区的注入能量60kev~2mev,注入剂量范围为5e12~5e13,推进温度1100℃~1200℃,推进时间为150~250分钟;所述第二注入区的注入能量60kev~100kev,注入剂量范围为8e14~5e15。

18、作为本申请一优选实施例,所述沟槽的宽度为0.8um~1.2um,深度4um~8um。

19、作为本申请一优选实施例,所述第三注入区的注入能量80kev~120kev,注入剂量范围为5e14~5e15。

20、作为本申请一优选实施例,所述第三注入区和第四注入区的注入浓度均大于所述第一注入区和第二注入区的浓度。

21、作为本申请一优选实施例,相邻两个所述第三注入区之间至少设置有两个所述沟槽。

22、与现有技术相比,本申请实施例提供了一种igbt制备方法,本申请在不增加注入步骤的情况下对非沟槽区域进行局部第一掺杂类型注入的方式,控制有效沟道数量,降低了饱和电流,从而实现一种可以提高短路能力的大电流igbt器件。

23、第二方面,本申请实施例还提供了一种igbt器件,通过第一方面任一项所述的方法制备。

24、与现有技术相比,本申请实施例还提供了一种igbt器件,本申请提供的igbt器件可以提供短路能力的大电流器件。

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【技术保护点】

1.一种IGBT制备方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种IGBT制备方法,其特征在于,所述第一掺杂类型为N型,第二掺杂类型为P型。

3.如权利要求1所述的一种IGBT制备方法,其特征在于,所述第一注入区的注入能量60Kev~2MeV,注入剂量范围为5E12~5E13,推进温度1100℃~1200℃,推进时间为150~250分钟;所述第二注入区的注入能量60Kev~100KeV,注入剂量范围为8E14~5E15。

4.如权利要求1所述的一种IGBT制备方法,其特征在于,所述沟槽的宽度为0.8um~1.2um,深度4um~8um。

5.如权利要求1所述的一种IGBT制备方法,其特征在于,所述第三注入区的注入能量80Kev~120KeV,注入剂量范围为5E14~5E15。

6.如权利要求1所述的一种IGBT制备方法,其特征在于,所述第三注入区和第四注入区的注入浓度均大于所述第一注入区和第二注入区的浓度。

7.如权利要求1所述的一种IGBT制备方法,其特征在于,相邻两个所述第三注入区之间至少设置有两个所述沟槽。

8.一种IGBT器件,其特征在于,通过如权利要求1至6任一项所述的方法制备。

...

【技术特征摘要】

1.一种igbt制备方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种igbt制备方法,其特征在于,所述第一掺杂类型为n型,第二掺杂类型为p型。

3.如权利要求1所述的一种igbt制备方法,其特征在于,所述第一注入区的注入能量60kev~2mev,注入剂量范围为5e12~5e13,推进温度1100℃~1200℃,推进时间为150~250分钟;所述第二注入区的注入能量60kev~100kev,注入剂量范围为8e14~5e15。

4.如权利要求1所述的一种igbt制备方法,其特征在于,所述沟槽的宽度为0.8u...

【专利技术属性】
技术研发人员:张峰诸舜杰
申请(专利权)人:上海韦尔半导体股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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