一种IGBT器件及制造方法技术

本申请实施例提供一种具有局部接触发射区的IGBT器件和IGBT器件制造方法，涉及半导体器件技术领域。IGBT器件包括：MOS器件；场终止层，位于MOS器件的下表面；P型发射区，位于场终止层下表面；绝缘层，位于P型发射区下表面；集电极金属，位于绝缘层下方；其中，在绝缘层的局部打开，形成集电极金属与P型发射区的接触窗口。由于发射区设置为局部发射区，或集电极设置为局部接触发射区，流过器件的电流会因窗口面积比降低，提高流过局部发射区的电流密度，使发射区工作在少子大注入状态，从而提高器件的电导调制强度，降低器件的导通压降。降低器件的导通压降。降低器件的导通压降。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT器件及制造方法


[0001]本申请涉及半导体器件
，尤其涉及IGBT器件及制造方法。

技术介绍

[0002]绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)和绝缘栅型场效应管(Metal
‑
Oxide
‑
Semiconductor Field
‑
Effect Transistor，MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
[0003]如图1所示，在MOS器件1的漏极一侧增加P
‑
N结形成IGBT，因IGBT通常为N沟道增强型，所以相对于MOS器件IGBT只是增加了P型区204。P型区204的形成通常通过浅能级杂质如硼、铝、镓等离子注入，退火后形成替代位掺杂的P型区204。
[0004]当MOS器件1的沟道在栅偏压下打开，形成的电流流过P型区204，形成对P型区204的正向偏置，P型区204通过场终止层203向MOS器件1的N
‑
漂移区105注入少数载流子空穴；因少数载流子空穴的注入，对MOS器件1的N
‑
漂移区105形成电导调制，降低了N
‑
漂移区105的电阻，使IGBT具备大电流低压降特点。电流的影响因素是电导调制强度，更高的电导调制强度和更低的导通压降意味着IGBT的性能更好。
[0005]如何提高器件的电导调制强度，降低器件的导通压降，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种IGBT器件和IGBT器件制造方法，以解决现有技术中如何提高器件的电导调制强度，降低器件的导通压降的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本申请实施例采取了如下技术方案。
[0008]第一方面，本申请实施例提供一种IGBT器件，包括：
[0009]MOS器件；
[0010]场终止层，位于所述MOS器件的下表面；
[0011]P型发射区，位于所述场终止层下表面；
[0012]绝缘层，位于所述P型发射区下表面；
[0013]集电极金属，位于所述绝缘层下方；
[0014]其中，在所述绝缘层的局部打开，形成集电极金属与P型发射区的接触窗口。
[0015]可选地，所述IGBT器件还包括发射屏蔽区，位于正对着接触窗口的P型发射区上方。
[0016]可选地，所述P型发射区为小岛形、网状或条形，与所述场终止层局部下表面接触，局部接触面镶嵌在场终止层底部。进一步可选地，在所述绝缘层的局部打开，形成场终止层与集电极金属接触的第二窗口。
[0017]可选地，所述绝缘层的绝缘电压大于0.3V。
[0018]可选地，所述绝缘层为SiO2或Si3N4。
[0019]第二方面，本申请实施例提供一种IGBT器件制造方法，包括：
[0020]制作MOS器件；
[0021]采用高能磷离子或氢离子背面注入，形成N+场终止层；
[0022]采用硼离子背面注入，形成P型发射区层；
[0023]采用CVD或溅射工艺在背面形成绝缘层；
[0024]采用光刻工艺在绝缘层上形成局部接触窗口；
[0025]溅射或蒸发背面金属，形成集电极金属。
[0026]可选地，采用硼离子背面注入，形成P型发射区层的步骤包括：
[0027]在所述N+场终止层下方形成发射屏蔽区，在所述发射屏蔽区下方形成P型发射区层。
[0028]可选地，所述IGBT器件的半导体材料为硅、SiC或GaN。
[0029]可选地，所述MOS器件的结构属于平面栅结构、沟槽栅结构、垂直结构或横向结构。
[0030]可选地，限定所述P型发射区层与所述集电极金属接触面的宽度小于30μm，或限定所述P型发射区层与所述集电极金属接触面积小于20％。
[0031]相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：
[0032]本申请实施例提供的IGBT器件，由于P
‑
N结的少数载流子注入比γ主要与P
‑
N结两侧的杂质浓度及浓度梯度以及流过的电流密度相关，采用局部发射区或集电极金属局部接触发射区形成窗口，因窗口面积比降低，流过局部发射区的电流密度提高，发射区工作在少子大注入状态，从而提高器件的电导调制强度，降低器件的导通压降。本申请提供的技术方案对NPT型和PT型IGBT器件性能都有改善。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0034]图1为现有技术中的IGBT器件示意图；
[0035]图2为本申请实施例提供的一种局部发射区的IGBT器件示意图；
[0036]图3为本申请实施例提供的一种在正对着接触窗口的发射区上方形成发射屏蔽区的IGBT器件示意图；
[0037]图4为本申请实施例提供的一种小岛状、网格、条形等形状的局部发射区的IGBT器件示意图；
[0038]图5为本申请实施例提供的一种在局部发射区上方形成发射屏蔽区的IGBT器件示意图；
[0039]图6为本申请实施例提供的一种增加第二窗口实现逆导的IGBT器件示意图；
[0040]图7为本申请实施例提供的一种沟槽刻蚀，形成沟槽的示意图；
[0041]图8为本申请实施例提供的一种氧化形成栅氧化层的示意图；
[0042]图9为本申请实施例提供的一种利用干法刻蚀去除表面的多晶硅，形成栅多晶硅的示意图；
[0043]图10为本申请实施例提供的一种砷和硼离子注入，淀积TEOS等氧化物绝缘层的示意图；
[0044]图11为本申请实施例提供的一种刻蚀露出P+层和N+源区侧表面的示意图；
[0045]图12为本申请实施例提供的一种淀积金属铝，形成发射极金属示意图；
[0046]图13为本申请实施例提供的一种背面进行离子注入形成场终止层示意图；
[0047]图14为本申请实施例提供的一种背面注入形成发射区层的示意图；
[0048]图15为本申请实施例提供的一种淀积绝缘层后采用光刻工艺在绝缘层上形成局部接触窗口的示意图。
[0049]附图标记说明：
[0050]1‑
MOS器件
[0051]101
‑
发射极金属
[0052]102
‑
P+层
[0053]103
‑
P阱区
[0054]104
‑
空穴存储层
[0055]105
‑
N<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件，其特征在于，包括：MOS器件(1)；场终止层(203)，位于所述MOS器件(1)的下表面；P型发射区(204)，位于所述场终止层(203)下表面；绝缘层(201)，位于所述P型发射区(204)下表面；集电极金属(202)，位于所述绝缘层(201)下方；其中，在所述绝缘层(201)的局部打开，形成集电极金属(202)与P型发射区(204)的接触窗口(205)。2.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述IGBT器件还包括发射屏蔽区(206)，位于正对着接触窗口(205)的P型发射区(204)上方。3.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述P型发射区(204)为小岛形、网状或条形，与所述场终止层(203)局部下表面接触，局部接触面镶嵌在场终止层(203)底部。4.如权利要求3所述的IGBT器件，其特征在于，在所述绝缘层(201)的局部打开，形成场终止层(203)与集电极金属(202)接触的第二窗口(207)。5.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述绝缘层(201)为SiO2或Si3N4，所述绝缘层(201)的绝缘电压大于0.3V。6.一种IGBT...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕跃，李强，曹务臣，苏晓山，左义忠，
申请(专利权)人：吉林华微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：