Igbt及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種IGBT，包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括漂移區(qū)；位于所述漂移區(qū)背面且與所述漂移區(qū)背面直接電性接觸的復(fù)合層，所述復(fù)合層僅覆蓋所述漂移區(qū)背表面的部分區(qū)域。本發(fā)明所提供的IGBT及其制作方法，在漂移區(qū)背面的部分區(qū)域形成復(fù)合層，當(dāng)器件導(dǎo)通時(shí)由于復(fù)合層僅位于漂移區(qū)背面的部分區(qū)域，不會(huì)影響集電區(qū)載流子注入漂移區(qū)，所以保證了器件的導(dǎo)通損耗不增大；當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)形成材料缺陷密度高的復(fù)合層會(huì)迅速的復(fù)合掉靠近其自身的漂移區(qū)區(qū)域內(nèi)的載流子，使電流以更快的速度消失，降低了器件的關(guān)斷損耗；因此本發(fā)明所提供的IGBT及其制作方法能夠在保證導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低器件的關(guān)斷損耗。
【專利說(shuō)明】IGBT及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種IGBT及其制作方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor,簡(jiǎn)稱 IGBT)是由雙極型三極管(BJT)和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管(即巨型晶體管，簡(jiǎn)稱GTR)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，由于IGBT具有驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低的優(yōu)點(diǎn)，目前IGBT作為一種新型的電力電子器件被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]以N型溝道的IGBT為例，如圖1，現(xiàn)有技術(shù)中IGBT包括:
[0004]N- (N型輕摻雜)漂移區(qū)100 ；
[0005]位于N_漂移區(qū)100正表面上的柵氧化層103，位于柵氧化層103背離N_漂移區(qū)100一側(cè)表面上的柵極G,及包圍柵氧化層103和柵極G的絕緣層104 ；
[0006]位于N_漂移區(qū)100正表面內(nèi)的P_ (P型輕摻雜)阱區(qū)101，及位于P_阱區(qū)101表面內(nèi)的N+ (N型重?fù)诫s)發(fā)射區(qū)102，覆蓋在P—阱區(qū)101、N+發(fā)射區(qū)102和絕緣層104表面上的發(fā)射極E，上述絕緣層104用于隔絕柵極G和發(fā)射極E ;
[0007]位于N_漂移區(qū)100背表面上的P+ (P型重?fù)诫s)集電區(qū)105，及位于P+集電區(qū)105背離f漂移區(qū)100 —側(cè)表面上的集電極C。
[0008]當(dāng)上述N型溝道的IGBT導(dǎo)通的過(guò)程中，P+集電區(qū)105向N_漂移區(qū)100內(nèi)注入的空穴越多，導(dǎo)通壓降越低，從而導(dǎo)通損耗越??；器件在關(guān)斷的過(guò)程中，N—漂移區(qū)100內(nèi)的載流子需要被復(fù)合掉，則其內(nèi)部的載流子越少，器件的關(guān)斷速率越快，從而關(guān)斷損耗越小。由此可見(jiàn)，IGBT需要較低的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗。
[0009]但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的IGBT的難以實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低關(guān)斷損耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，以實(shí)現(xiàn)在不增大導(dǎo)通損耗的條件下，降低關(guān)斷損耗的目的。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0012]本發(fā)明提供了一種IGBT，包括:
[0013]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括漂移區(qū)；
[0014]位于所述漂移區(qū)背面且與所述漂移區(qū)背面直接電性接觸的復(fù)合層，所述復(fù)合層僅覆蓋所述漂移區(qū)背表面的部分區(qū)域。
[0015]優(yōu)選的，所述復(fù)合層的材料為非晶硅。
[0016]優(yōu)選的，所述復(fù)合層的厚度為0.5?10 μ m,包括端點(diǎn)。
[0017]優(yōu)選的，所述復(fù)合層所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積占漂移區(qū)背表面總面積的比例為 1:2?1:15。[0018]優(yōu)選的，所述復(fù)合層包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙。
[0019]優(yōu)選的，所述漂移區(qū)的背面具有多個(gè)凹槽，所述復(fù)合層填滿所述凹槽，且所述復(fù)合層底部與所述漂移區(qū)底部齊平。
[0020]優(yōu)選的，還包括，位于所述漂移區(qū)背面的集電區(qū)，所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
[0021]優(yōu)選的，還包括，位于所述漂移區(qū)背面的緩沖層，所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸；位于所述緩沖層底部且與所述緩沖層直接電性接觸的集電區(qū)。
[0022]優(yōu)選的，所述復(fù)合層位于所述漂移區(qū)的背表面上。
[0023]優(yōu)選的，還包括，位于所述多個(gè)復(fù)合部之間的集電區(qū)，所述集電區(qū)底部與所述復(fù)合層底部齊平，且所述集電區(qū)與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸。
[0024]優(yōu)選的，還包括，位于所述多個(gè)復(fù)合部之間的緩沖層，所述緩沖層的底部與所述復(fù)合層的底部齊平，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸；位于所述緩沖層底部和復(fù)合層底部且與所述緩沖層底部和復(fù)合層底部直接電性接觸的集電區(qū)。
[0025]優(yōu)選的，還包括，位于所述多個(gè)復(fù)合部之間的緩沖層，所述緩沖層的底部低于所述復(fù)合層的底部，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)底部直接電性接觸；位于所述多個(gè)復(fù)合部之間且位于所述緩沖層底部的集電區(qū)，所述集電區(qū)的底部與所述復(fù)合層的底部齊平。
[0026]優(yōu)選的，還包括，位于所述漂移區(qū)背面的集電區(qū)，所述集電區(qū)完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
[0027]優(yōu)選的，還包括，位于所述漂移區(qū)背面的緩沖層，所述緩沖層完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸；位于所述緩沖層底部且與所述緩沖層直接電性接觸的集電區(qū)。
[0028]本發(fā)明還提供了一種IGBT的制作方法，包括:
[0029]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括漂移區(qū)；
[0030]在所述漂移區(qū)的背面形成復(fù)合層，所述復(fù)合層僅覆蓋所述漂移區(qū)背表面的部分區(qū)域，且與所述漂移區(qū)的背面直接電性接觸。
[0031]優(yōu)選的，所述復(fù)合層包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙。
[0032]優(yōu)選的，所述在所述漂移區(qū)的背面形成復(fù)合層包括，去除所述漂移區(qū)背面的部分材料，以在漂移區(qū)的背表面內(nèi)形成多個(gè)開(kāi)口 ；在所述開(kāi)口內(nèi)填滿復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層的底部與所述漂移區(qū)的底部齊平。
[0033]優(yōu)選的，在形成所述復(fù)合層之后還包括，在所述漂移區(qū)的背表面上形成集電區(qū)，所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
[0034]優(yōu)選的，在形成所述復(fù)合層之后還包括，在所述漂移區(qū)的背表面上形成緩沖層，所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸；在所述緩沖層底部形成集電區(qū)，所述集電區(qū)與所述緩沖層直接電性接觸。
[0035]優(yōu)選的，在形成所述復(fù)合層之后還包括，對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相反的摻雜，形成集電區(qū)，所述集電區(qū)底部與所述復(fù)合層底部齊平，且所述集電區(qū)與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸。
[0036]優(yōu)選的，在形成所述復(fù)合層之后還包括，對(duì)所述各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相同摻雜，形成緩沖層，所述緩沖層的底部與所述復(fù)合層的底部齊平，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸；在所述緩沖層底部和復(fù)合層底部形成集電區(qū)，所述集電區(qū)的摻雜類型與所述漂移區(qū)的摻雜類型相反，且所述集電區(qū)與所述緩沖層底部和復(fù)合層底部直接電性接觸。
[0037]優(yōu)選的，在形成所述復(fù)合層之后還包括，對(duì)所述各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相同摻雜，形成緩沖層，所述緩沖層的底部低于所述復(fù)合層的底部，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸；對(duì)所述各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相反的摻雜，形成集電區(qū)，所述集電區(qū)位于所述多個(gè)復(fù)合部之間且位于所述緩沖層底部，且所述集電區(qū)的底部與所述復(fù)合層的底部齊平。
[0038]優(yōu)選的，所述在所述漂移區(qū)的背面形成復(fù)合層具體為，在所述漂移區(qū)的背表面上覆蓋復(fù)合層材料，形成材料層；去除所述材料層的部分材料，以在所述漂移區(qū)的背表面上形成復(fù)合層。
[0039]優(yōu)選的，在形成所述復(fù)合層之后還包括，在所述漂移區(qū)背面形成集電區(qū)，所述集電區(qū)完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
[0040]優(yōu)選的，在形成所述復(fù)合層之后還包括，在所述漂移區(qū)背面形成緩沖層，所述緩沖層完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸；在所述緩沖層底部的形成集電區(qū)，所述集電區(qū)與所述緩沖層的底部直接電性接觸。
[0041]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0042]本發(fā)明所提供的IGBT及其制作方法，在器件漂移區(qū)的背面的部分區(qū)域形成復(fù)合層，當(dāng)器件導(dǎo)通時(shí)，由于復(fù)合層僅位于漂移區(qū)背面的部分區(qū)域，不會(huì)影響集電區(qū)載流子注入漂移區(qū)，所以保證了器件的導(dǎo)通壓降不降低，導(dǎo)通損耗不增大；當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，漂移區(qū)內(nèi)的載流子會(huì)移出漂移區(qū)，由于形成復(fù)合層的材料缺陷密度高、載流子遷移率和少子壽命低，會(huì)迅速的復(fù)合掉靠近其自身的漂移區(qū)區(qū)域內(nèi)的載流子，使電流以更快的速度消失，從而提高了器件的關(guān)斷速率，降低了器件的關(guān)斷損耗；因此本發(fā)明所提供的IGBT及其制作方法能夠在保證導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低器件的關(guān)斷損耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0044]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中IGBT的結(jié)構(gòu)的剖面圖；
[0045]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一所提供的IGBT的剖面圖；[0046]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一所提供的IGBT的制作方法流程圖；
[0047]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二所提供的IGBT的剖面圖；
[0048]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二所提供的IGBT的制作方法流程圖；
[0049]圖6為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的IGBT的剖面圖；
[0050]圖7為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的IGBT的制作方法流程圖；
[0051]圖8為本發(fā)明實(shí)施例四所提供的IGBT的剖面圖；
[0052]圖9為本發(fā)明實(shí)施例四所提供的IGBT的制作方法流程圖；
[0053]圖10為本發(fā)明實(shí)施例五所提供的IGBT的剖面圖；
[0054]圖11為本發(fā)明實(shí)施例五所提供的IGBT的制作方法流程圖；
[0055]圖12為本發(fā)明實(shí)施例六所提供的IGBT的剖面圖；
[0056]圖13為本發(fā)明實(shí)施例六所提供的IGBT的制作方法流程圖；
[0057]圖14為本發(fā)明實(shí)施例七所提供的IGBT的剖面圖；
[0058]圖15為本發(fā)明實(shí)施例七所提供的IGBT的制作方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]正如【背景技術(shù)】所述，常規(guī)的IGBT難以保證在導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低關(guān)斷損耗。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是，在IGBT正向?qū)ǖ倪^(guò)程中，集電區(qū)內(nèi)的多子注入漂移區(qū)內(nèi)，這相當(dāng)于增加了漂移區(qū)的摻雜濃度，使器件的電阻率降低，產(chǎn)生電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，從而降低了導(dǎo)通壓降，即使器件導(dǎo)通損耗降低，也就是說(shuō)，集電區(qū)內(nèi)的多子注入的越多，器件的導(dǎo)通損耗越低；而當(dāng)IGBT關(guān)斷時(shí)，溝道電流迅速降低至零，在反向電壓的作用下，漂移區(qū)內(nèi)的載流子一部分需要移出漂移區(qū)，另一部分需要通過(guò)復(fù)合消失，如果要保證器件具有較快的關(guān)斷速率，較低的關(guān)斷損耗的話，就需要增大溝道電流的比例，減少漂移區(qū)內(nèi)需要復(fù)合掉的載流子的數(shù)量，而漂移區(qū)的摻雜類型與集電區(qū)的摻雜類型是相反的，也就是要求，集電區(qū)向漂移區(qū)注入的多子越少越好；由此可見(jiàn)，導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗是器件兩個(gè)相互制衡的因素，屬于此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，所以難以保證在導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低關(guān)斷損耗。
[0060]基于此，本發(fā)明提供一種IGBT,包括:
[0061]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括漂移區(qū)；
[0062]位于所述漂移區(qū)背面且與所述漂移區(qū)背面直接電性接觸的復(fù)合層，所述復(fù)合層僅覆蓋所述漂移區(qū)背表面的部分區(qū)域。
[0063]本發(fā)明所提供的IGBT及其制作方法，在器件漂移區(qū)的背面的部分區(qū)域形成復(fù)合層，當(dāng)器件導(dǎo)通時(shí)，由于復(fù)合層僅位于漂移區(qū)背面的部分區(qū)域，不會(huì)影響集電區(qū)載流子注入漂移區(qū)，所以保證了器件的導(dǎo)通壓降不降低，導(dǎo)通損耗不增大；當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，漂移區(qū)內(nèi)的載流子需要復(fù)合掉或者移出漂移區(qū)，由于形成復(fù)合層的材料缺陷密度高、載流子遷移率和少子壽命低，會(huì)迅速的復(fù)合掉靠近其自身的漂移區(qū)區(qū)域內(nèi)的載流子，使電流以更快的速度消失，從而提高了器件的關(guān)斷速率，降低了器件的關(guān)斷損耗；因此本發(fā)明所提供的IGBT及其制作方法能夠在保證導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低器件的關(guān)斷損耗。
[0064]以上是本發(fā)明的核心思想，為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。[0065]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0066]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0067]實(shí)施例一
[0068]以N型溝道的IGBT為例，本實(shí)施例所提供的IGBT的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該IGBT的復(fù)合層位于漂移區(qū)的背表面內(nèi)，具體的，該IGBT包括:
[0069]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括N_ (N型輕摻雜)漂移區(qū)200 ；
[0070]位于所述N_漂移區(qū)200背面且與所述N_漂移區(qū)200背面直接電性接觸的復(fù)合層206，所述復(fù)合層206僅覆蓋所述N_漂移區(qū)200背表面的部分區(qū)域；
[0071]位于N_漂移區(qū)200背表面上的P+ (P型重?fù)诫s)集電區(qū)205。
[0072]具體的，本實(shí)施例所提供的IGBT的N—漂移區(qū)200的背面具有多個(gè)凹槽，復(fù)合層206填滿所述多個(gè)凹槽，即復(fù)合層206位于N_漂移區(qū)200的背表面內(nèi)，且包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙，復(fù)合層206底部與N_漂移區(qū)200底部齊平；并且，P+集電區(qū)205與復(fù)合層206底部和N—漂移區(qū)200底部直接電性接觸。
[0073]除上述結(jié)構(gòu)外，該IGBT還包括:位于N_漂移區(qū)200正表面上的柵氧化層203，位于柵氧化層203背離N_漂移區(qū)200 —側(cè)表面上的柵極G，及包圍柵氧化層203和柵極G的絕緣層204 ;位于N_漂移區(qū)200正表面內(nèi)的P_ (P型輕摻雜)阱區(qū)201，及位于P_阱區(qū)201表面內(nèi)的N+ (N型重?fù)诫s)發(fā)射區(qū)202，覆蓋在P—阱區(qū)201、N+發(fā)射區(qū)202和絕緣層204表面上的發(fā)射極E，上述絕緣層204用于隔絕柵極G和發(fā)射極E ;位于P+集電區(qū)205底部的集電極C。
[0074]需要說(shuō)明的是，上述描述是對(duì)本發(fā)明所提供的IGBT的一個(gè)元胞的描述，為了使附圖中各部分結(jié)構(gòu)的表示更清晰，附圖2所示的為IGBT的兩個(gè)元胞,這兩個(gè)元胞的結(jié)構(gòu)是完全相同的，所以，本實(shí)施例僅僅對(duì)其中一個(gè)元胞進(jìn)行了描述；所謂元胞，是指在整個(gè)芯片上的IGBT的最小重復(fù)單元，也就是說(shuō)，本發(fā)明所提供的IGBT是由多個(gè)上述結(jié)構(gòu)的元胞構(gòu)成的。
[0075]另外，上述“N_漂移區(qū)200底部”是指N_漂移區(qū)200的背面；上述“復(fù)合層206底部”是指復(fù)合層206背離漂移區(qū)200的一側(cè)；上述“P+集電區(qū)205底部”是指P+集電區(qū)205背離漂移區(qū)200的一側(cè)。
[0076]本發(fā)明所提供的IGBT在導(dǎo)通時(shí)具體的工作原理為:當(dāng)柵極G加正向偏壓時(shí)，P—阱區(qū)201表面反型，形成N溝道，電子從N+發(fā)射區(qū)202通過(guò)N溝道注入N_漂移區(qū)200，此時(shí)，集電極C上加正向電壓，P+集電區(qū)205內(nèi)的空穴由復(fù)合層206之間的漂移區(qū)區(qū)域注入N—漂移區(qū)200內(nèi)，產(chǎn)生電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使器件的導(dǎo)通電阻率減小，導(dǎo)通壓降降低，導(dǎo)通損耗減小。
[0077]本發(fā)明所提供的IGBT在關(guān)斷時(shí)具體的工作原理為:當(dāng)柵源短接或者柵極加反向偏壓時(shí)，N溝道消失，溝道電流迅速降為零，P_阱區(qū)和N—漂移區(qū)的PN結(jié)耗盡區(qū)擴(kuò)展，此時(shí)，集電極仍然加正向電壓，漂移區(qū)內(nèi)的一部分空穴通過(guò)P—阱區(qū)抽走，一部分電子通過(guò)集電極抽走，漂移區(qū)內(nèi)剩下的電子和空穴則需要通過(guò)復(fù)合消失，這部分需要通過(guò)復(fù)合消失的電子和空穴是造成器件關(guān)斷時(shí)的電流拖尾延遲的主要原因，復(fù)合層206能夠迅速的復(fù)合掉靠近其自身的N_漂移區(qū)200內(nèi)的電子和空穴，加快漂移區(qū)內(nèi)電子和空穴的復(fù)合速度，同時(shí)，復(fù)合層206還能夠復(fù)合掉集電區(qū)從漂移區(qū)內(nèi)抽走的到達(dá)其自身的電子，從而使電流以更快的速度消失，即器件的關(guān)斷速率加快，關(guān)斷損耗降低。
[0078]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中復(fù)合層206的作用是利用其自身特殊的性質(zhì)，復(fù)合靠近其自身的N_漂移區(qū)200區(qū)域內(nèi)的電子和空穴，并且復(fù)合到達(dá)其自身的由N_漂移區(qū)200向P+集電區(qū)205移動(dòng)的電子；當(dāng)器件導(dǎo)通時(shí)，由于復(fù)合層206只覆蓋N—漂移區(qū)200背表面的部分區(qū)域，P+集電區(qū)205有一大部分是與N_漂移區(qū)200的背表面直接接觸的，所以，本實(shí)施例中的復(fù)合層206并不影響P+集電區(qū)205中的空穴注入N_漂移區(qū)200 ;當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，N_漂移區(qū)200中靠近復(fù)合層206的電子和空穴被迅速?gòu)?fù)合，且向P+集電區(qū)205移動(dòng)的電子會(huì)有一部分移動(dòng)到復(fù)合層206的位置，這部分電子也會(huì)迅速的被復(fù)合層206復(fù)合掉，所以，復(fù)合層206的存在能夠提高器件的關(guān)斷速率，降低器件的關(guān)斷損耗。
[0079]本實(shí)施例中所述復(fù)合層206的材料優(yōu)選的為非晶硅，非晶硅是一種硅單質(zhì)的形態(tài)，不具備穩(wěn)定的金剛石晶格結(jié)構(gòu)，其化學(xué)性質(zhì)比單晶硅活潑，缺陷密度高，且其內(nèi)部載流子遷移率和少子壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于晶體硅；正是由于復(fù)合層206的形成材料本身具有上述性質(zhì)，所以能夠迅速的復(fù)合載流子。
[0080]需要說(shuō)明的是，制作復(fù)合層206所用的非晶硅材料成本便宜，不會(huì)增加太多的工藝成本；并且，非晶硅與半導(dǎo)體襯底都是硅單質(zhì)，二者之間的電性接觸屬于同質(zhì)接觸，并不需要額外的手段使二者電性接觸，所以工藝實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單。
[0081]復(fù)合層206的厚度是影響本實(shí)施例所提供的IGBT性能的一個(gè)因素，當(dāng)復(fù)合層206厚度過(guò)厚時(shí)，雖然能復(fù)合更多載流子，使器件的開(kāi)關(guān)速率更快，開(kāi)關(guān)損耗更低，但是，在器件導(dǎo)通時(shí)，較厚的復(fù)合層206則會(huì)復(fù)合更多的從P+集電極205向N_漂移區(qū)200注入的空穴，影響P+集電極205的空穴注入效率，增加器件的導(dǎo)通壓降，使導(dǎo)通損耗增大；另一方面，當(dāng)復(fù)合層206厚度過(guò)薄時(shí)，雖然能·使器件的導(dǎo)通損耗保持在較低的水平，但是，其復(fù)合載流子的能力卻有限，不能很好地使器件的開(kāi)關(guān)速率提高，開(kāi)關(guān)損耗降低，并且，厚度過(guò)薄的復(fù)合層206在工藝上的實(shí)現(xiàn)難度也會(huì)加大；基于上述原因，本實(shí)施例中復(fù)合層206厚度的較佳范圍為0.5^10 μ m,包括端點(diǎn)，更為優(yōu)選的是，0.6、μ m,但是，本發(fā)明并不限定復(fù)合層206的厚度在此范圍內(nèi)，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，根據(jù)器件實(shí)際性能的需要，復(fù)合層206的厚度可以超出該范圍。
[0082]另外，復(fù)合層206所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積同樣也是影響本實(shí)施例所提供的IGBT性能的一個(gè)因素，當(dāng)復(fù)合層206覆蓋面積過(guò)大時(shí)，雖然能復(fù)合更多載流子，使器件的開(kāi)關(guān)速率更快，開(kāi)關(guān)損耗更低，但是，在器件導(dǎo)通時(shí)，較大面積的復(fù)合層206則會(huì)復(fù)合更多的從P+集電極205向N_漂移區(qū)200注入的空穴，影響P+集電極205的空穴注入效率，增加器件的導(dǎo)通壓降，使導(dǎo)通損耗增大；另一方面，當(dāng)復(fù)合層206面積過(guò)小時(shí)，雖然能使器件的導(dǎo)通損耗保持在較低的水平，但是，其復(fù)合載流子的能力卻有限，不能很好地使器件的開(kāi)關(guān)速率提高，開(kāi)關(guān)損耗降低，并且，面積過(guò)小的復(fù)合層206在工藝上的實(shí)現(xiàn)難度也會(huì)加大；基于上述原因，本實(shí)施例中復(fù)合層206所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積占漂移區(qū)背表面總面積的比例為1: 2~1:15，但是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，復(fù)合層206所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積可以根據(jù)器件實(shí)際性能的需要進(jìn)行合適的選取，其占漂移區(qū)背表面總面積的比例可以超出上述范圍。
[0083]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的IGBT的正面結(jié)構(gòu)中柵極G為平面柵結(jié)構(gòu)，但是，本實(shí)施例同樣適用于正面結(jié)構(gòu)中柵極為溝槽柵結(jié)構(gòu)的IGBT，即也可以在溝槽型IGBT的漂移區(qū)的背面設(shè)置復(fù)合層。
[0084]另外，本實(shí)施例僅以N型溝道的IGBT為例進(jìn)行說(shuō)明，但是，上述在器件漂移區(qū)的背面設(shè)置復(fù)合層的結(jié)構(gòu)同樣適用于P型溝道的IGBT。
[0085]并且，本實(shí)施例中的半導(dǎo)體襯底可以包括半導(dǎo)體元素，例如單晶、多晶或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺(SiGe);也可以包括混合的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵、合金半導(dǎo)體或其組合；也可以是絕緣體上硅(SOI);此外，該半導(dǎo)體襯底還可以包括其它的材料，例如外延層或埋氧層的多層結(jié)構(gòu)。雖然在此描述了可以作為半導(dǎo)體襯底的材料的幾個(gè)示例，但是能夠作為IGBT的半導(dǎo)體襯底的任何材料均落入本發(fā)明的精神和范圍。
[0086]本實(shí)施例所提供的IGBT，在器件漂移區(qū)的背面的部分區(qū)域形成復(fù)合層，當(dāng)器件導(dǎo)通時(shí)，由于復(fù)合層僅位于漂移區(qū)背面的部分區(qū)域，不會(huì)影響集電區(qū)空穴注入漂移區(qū)，所以保證了器件的導(dǎo)通壓降不降低，導(dǎo)通損耗不增大；當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，漂移區(qū)內(nèi)的一部分載流子需要被復(fù)合掉，由于形成復(fù)合層的材料缺陷密度高、載流子遷移率和少子壽命低，會(huì)迅速的復(fù)合掉到達(dá)靠近其自身的漂移區(qū)內(nèi)的電子和空穴，從而提高了器件的關(guān)斷速率，降低了器件的關(guān)斷損耗；因此本發(fā)明實(shí)施例所提供的IGBT能夠在保證導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低器件的關(guān)斷損耗。
[0087]與上述IGBT的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例還提供了上述IGBT的制作方法，包括:
[0088]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括漂移區(qū)；
[0089]在所述漂 移區(qū)的背面形成復(fù)合層，所述復(fù)合層僅覆蓋所述漂移區(qū)背表面的部分區(qū)域，且與所述漂移區(qū)的背面直接電性接觸。
[0090]下面對(duì)上述方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹，如圖3，上述方法具體包括以下步驟:
[0091]步驟Sll:提供N型半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括【漂移區(qū)；
[0092]步驟S12:在所述N型半導(dǎo)體襯底的正面形成器件的正面結(jié)構(gòu)；
[0093]需要說(shuō)明的是，該正面結(jié)構(gòu)包括:位于N_漂移區(qū)正表面內(nèi)的P_阱區(qū)，及位于P_阱區(qū)表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)；位于N—漂移區(qū)正表面上的柵氧化層，位于柵氧化層背離N—漂移區(qū)一側(cè)表面上的柵極，包圍柵氧化層和柵極的絕緣層，及覆蓋在P_阱區(qū)、N+發(fā)射區(qū)和絕緣層表面上的發(fā)射極。
[0094]另外，上述步驟S12可以在步驟Sll之后的任意時(shí)刻形成，本發(fā)明并不限定該步驟與其它步驟的先后順序。
[0095]步驟S13:在所述N_漂移區(qū)的背面形成多個(gè)凹槽；
[0096]需要說(shuō)明的是，上述在K漂移區(qū)的背面形成多個(gè)凹槽的過(guò)程具體為，首先采用光刻工藝在K漂移區(qū)的背表面上形成具有復(fù)合層圖形(即凹槽圖形)的光刻膠層，然后以該光刻膠層為掩膜，去除部分N—漂移區(qū)，在N—漂移區(qū)的背面形成具有復(fù)合層圖形的多個(gè)凹槽。
[0097]另外，需要指出的是，去除部分N_漂移區(qū)可以采用刻蝕工藝，該刻蝕工藝主要有濕法刻蝕(如化學(xué)刻蝕、電解刻蝕)和干法刻蝕(如等離子體刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕、離子銑刻蝕)，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，本實(shí)施例對(duì)此并不限定。[0098]上述步驟所形成的凹槽的深度與凹槽底面的面積直接決定了后續(xù)所形成的復(fù)合層的厚度與所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積，本實(shí)施例中凹槽深度的較佳范圍為0.5^10 μ m,包括端點(diǎn)，更為優(yōu)選的是，0.6、μ m，凹槽底面的面積占漂移區(qū)背表面面積的比例為1:2~1:15，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，凹槽的深度與凹槽底面的面積可以根據(jù)器件實(shí)際性能的需要進(jìn)行合適的選取，二者的取值可以超出上述范圍。
[0099]步驟S14:在所述凹槽內(nèi)填滿復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層的底部與所述N_漂移區(qū)的底部齊平，所述復(fù)合層位于N—漂移區(qū)的背表面內(nèi)，且包括多個(gè)復(fù)合部，各個(gè)復(fù)合部之間具有間隙；
[0100]需要說(shuō)明的是，上述步驟中，可以采用濺射、PVD (物理氣相淀積)或CVD (化學(xué)氣相淀積)等方法在所述具有凹槽的N_漂移區(qū)的背面覆蓋上復(fù)合層材料，使復(fù)合層材料填滿凹槽，然后再利用刻蝕工藝去除漂移區(qū)背面除凹槽外的其它區(qū)域表面上的復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所形成的復(fù)合層的底部與所述K漂移區(qū)的底部齊平。
[0101]在本實(shí)施例中，形成所述復(fù)合層的材料優(yōu)選的為非晶硅，非晶硅是一種硅單質(zhì)的形態(tài)，不具備穩(wěn)定的金剛石晶格結(jié)構(gòu)，其化學(xué)性質(zhì)比單晶硅活潑，缺陷密度高，且其內(nèi)部載流子遷移率和少子壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于晶體硅；正是由于復(fù)合層206的形成材料本身具有上述性質(zhì)，所以能夠迅速的復(fù)合載流子。
[0102]并且，制作復(fù)合層206所用的非晶硅材料成本便宜，不會(huì)增加太多的工藝成本；并且，非晶硅與半導(dǎo)體襯底都是硅單質(zhì)，二者之間的電性接觸屬于同質(zhì)接觸，并不需要額外的手段使二者電性接觸，從而工藝實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單。
[0103]步驟S15:在所述N_漂移區(qū)的背表面上形成P+集電區(qū)，該P(yáng)+集電區(qū)與復(fù)合層底部和N—漂移區(qū)底部直接電性接觸；
[0104]需要說(shuō)明 的是，該步驟可以采用蒸發(fā)、PVD或CVD的方法在【漂移區(qū)的背表面上覆蓋P型重?fù)诫s的硅材料，形成P+集電區(qū)。
[0105]步驟S16:在所述P+集電區(qū)的背表面上形成背面金屬層，作為集電極。
[0106]需要說(shuō)明的是，該步驟可以采用濺射或蒸發(fā)的方法在P+集電區(qū)的底部覆蓋金屬材料，形成集電極。
[0107]本實(shí)施例所提供的IGBT的制作方法工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本無(wú)需增加很多，采用本實(shí)施例所提供的方法制作的IGBT，在器件漂移區(qū)的背面的部分區(qū)域形成復(fù)合層，當(dāng)器件導(dǎo)通時(shí)，由于復(fù)合層僅位于漂移區(qū)背面的部分區(qū)域，不會(huì)影響集電區(qū)空穴注入漂移區(qū)，所以保證了器件的導(dǎo)通壓降不降低，導(dǎo)通損耗不增大；當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，漂移區(qū)內(nèi)的一部分電子和空穴需要被復(fù)合掉，由于形成復(fù)合層的材料缺陷密度高、載流子遷移率和少子壽命低，會(huì)迅速的復(fù)合掉靠近其自身的漂移區(qū)內(nèi)的電子和空穴，從而提高了器件的關(guān)斷速率，降低了器件的關(guān)斷損耗；因此，采用本實(shí)施例所提供的方法制作的IGBT能夠在保證導(dǎo)通損耗不增大的條件下，降低器件的關(guān)斷損耗。
[0108]實(shí)施例二
[0109]本實(shí)施例所提供的IGBT的結(jié)構(gòu)如圖4所示，該器件同樣是在漂移區(qū)的背面的部分區(qū)域設(shè)置復(fù)合層，不同于實(shí)施例一，本實(shí)施例中IGBT的復(fù)合層位于漂移區(qū)的背表面上，該IGBT具體包括:
[0110]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)300 ；[0111]位于N_漂移區(qū)300背表面上且與K漂移區(qū)300背面直接電性接觸的復(fù)合層306，所述復(fù)合層306僅覆蓋N_漂移區(qū)300背表面的部分區(qū)域，且包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙；
[0112]位于Ni票移區(qū)300背表面上的P+集電區(qū)305，P+集電區(qū)305位于各個(gè)復(fù)合部之間，P+集電區(qū)305底部與復(fù)合層306底部齊平，且P+集電區(qū)305與復(fù)合層306底部和N_漂移區(qū)300底部直接電性接觸；
[0113]位于N_漂移區(qū)300正表面上的柵氧化層303，位于柵氧化層303背離N_漂移區(qū)300一側(cè)表面上的柵極G，及包圍柵氧化層303和柵極G的絕緣層304 ;位于N_漂移區(qū)300正表面內(nèi)的F阱區(qū)301，及位于P—阱區(qū)301表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)302，覆蓋在P—阱區(qū)301、N+發(fā)射區(qū)302和絕緣層304表面上的發(fā)射極E ;位于P+集電區(qū)305底部的集電極C。
[0114]本實(shí)施例中復(fù)合層306的材料優(yōu)選的為非晶硅，非晶硅是一種硅單質(zhì)的形態(tài)，不具備穩(wěn)定的金剛石晶格結(jié)構(gòu)，其化學(xué)性質(zhì)比單晶硅活潑，缺陷密度高，且其內(nèi)部載流子遷移率和少子壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于晶體硅；正是由于復(fù)合層306的形成材料本身具有上述性質(zhì)，所以能夠迅速的復(fù)合載流子。
[0115]需要說(shuō)明的是，制作復(fù)合層306所用的非晶硅材料成本便宜，不會(huì)增加太多的工藝成本；并且，非晶硅與半導(dǎo)體襯底都是硅單質(zhì)，二者之間的電性接觸屬于同質(zhì)接觸，并不需要額外的手段使二者電性接觸，從而工藝實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單。
[0116]另外，本實(shí)施例中復(fù)合層306厚度的較佳范圍為0.5^10 μ m,包括端點(diǎn)，更為優(yōu)選的是，0.6、μ m,但是，本發(fā)明并不限定復(fù)合層306的厚度在此范圍內(nèi)，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，根據(jù)器件實(shí)際性能的需要，復(fù)合層306的厚度可以超出該范圍。
[0117]并且，本實(shí)施例中復(fù)合層306所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積占漂移區(qū)背表面總面積的比例為1:2~1: 15，但是·，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，復(fù)合層306所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積可以根據(jù)器件實(shí)際性能的需要進(jìn)行合適的選取，其占漂移區(qū)背表面總面積的比例可以超出上述范圍。
[0118]與本實(shí)施例所提供的IGBT相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例提供了上述器件的制作方法，如圖5，該方法具體包括以下步驟:
[0119]步驟S21:提供N型半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)；
[0120]步驟S22:在所述N型半導(dǎo)體襯底的正面形成器件的正面結(jié)構(gòu)；
[0121]需要說(shuō)明的是，該正面結(jié)構(gòu)包括:位于N_漂移區(qū)正表面內(nèi)的P_阱區(qū)，及位于P_阱區(qū)表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)；位于N—漂移區(qū)正表面上的柵氧化層，位于柵氧化層背離N—漂移區(qū)一側(cè)表面上的柵極，包圍柵氧化層和柵極的絕緣層，覆蓋在P_阱區(qū)、N+發(fā)射區(qū)和絕緣層表面上的發(fā)射極。
[0122]步驟S23:在f漂移區(qū)的背面形成多個(gè)凹槽；
[0123]需要說(shuō)明的是，上述在【漂移區(qū)的背面形成多個(gè)凹槽可采用光刻工藝在N_漂移區(qū)的背面形成凹槽圖形，然后采用刻蝕工藝去除部分N—漂移區(qū)的背面材料，形成多個(gè)凹槽。
[0124]步驟S24:在所述凹槽內(nèi)填滿復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層的底部與所述N_漂移區(qū)的底部齊平，所述復(fù)合層位于N—漂移區(qū)的背表面內(nèi)，且包括多個(gè)復(fù)合部，各個(gè)復(fù)合部之間具有間隙；
[0125]需要說(shuō)明的是，在具有凹槽的【漂移區(qū)的背面填滿復(fù)合層材料可以采用濺射、PVD(物理氣相淀積)或CVD (化學(xué)氣相淀積)等方法，然后再利用刻蝕工藝去除N_漂移區(qū)背面除凹槽外的其它區(qū)域表面上的復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所形成的復(fù)合層的底部與N—漂移區(qū)的底部齊平。
[0126]步驟S25:對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的N_漂移區(qū)進(jìn)行P型重?fù)诫s，形成P+集電區(qū)，所述P+集電區(qū)底部與復(fù)合層底部齊平，且P+集電區(qū)與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及漂移區(qū)的底部直接電性接觸；
[0127]需要說(shuō)明的是，該步驟可以采用離子擴(kuò)散或離子注入的方法，對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的N—漂移區(qū)進(jìn)行P型重?fù)诫s(即與漂移區(qū)摻雜類型相反的摻雜)，形成P+集電區(qū)。
[0128]步驟S26:在所述P+集電區(qū)的背表面上形成背面金屬層，作為集電極。
[0129]需要說(shuō)明的是，該步驟可以采用濺射或蒸發(fā)的方法在P+集電區(qū)的底部覆蓋金屬材料，形成集電極。
[0130]實(shí)施例三
[0131]本實(shí)施例所提供的IGBT的結(jié)構(gòu)如圖6所示，該器件的復(fù)合層同樣是設(shè)置在漂移區(qū)的背表面上，不同于實(shí)施例二，本實(shí)施例中的IGBT集電區(qū)的底部不再與復(fù)合層底部齊平，而是集電區(qū)完全覆蓋復(fù)合層的各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，該IGBT具體包括:
[0132]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)400 ；
[0133]位于f漂移區(qū)400背表面上且與漂移區(qū)400背面直接電性接觸的復(fù)合層406，所述復(fù)合層406包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙，且僅覆蓋N_漂移區(qū)400背表面的部分區(qū)域；
[0134]位于N_漂移區(qū)400背表面上的P+集電區(qū)405，所述P+集電區(qū)405完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的N_漂移區(qū)400的表面，且P+集電區(qū)405與復(fù)合層406底部和N—漂移區(qū)400底部直接電性接觸；
[0135]位于N—漂移區(qū)400正表面上的柵氧化層403，位于柵氧化層403背離N—漂移區(qū)400一側(cè)表面上的柵極G，及包圍柵氧化層403和柵極G的絕緣層404 ;位于N_漂移區(qū)400正表面內(nèi)的F阱區(qū)401，及位于P—阱區(qū)401表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)402，覆蓋在P—阱區(qū)401、N+發(fā)射區(qū)402和絕緣層404表面上的發(fā)射極E ;位于P+集電區(qū)405底部的集電極C。
[0136]本實(shí)施例中所述復(fù)合層406的材料優(yōu)選的為非晶硅，非晶硅是一種硅單質(zhì)的形態(tài)，不具備穩(wěn)定的金剛石晶格結(jié)構(gòu)，其化學(xué)性質(zhì)比單晶硅活潑，缺陷密度高，且其內(nèi)部載流子遷移率和少子壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于晶體硅；正是由于復(fù)合層406的形成材料本身具有上述性質(zhì)，所以能夠迅速的復(fù)合載流子。
[0137]需要說(shuō)明的是，制作復(fù)合層406所用的非晶硅材料成本便宜，不會(huì)增加太多的工藝成本；并且，非晶硅與半導(dǎo)體襯底都是硅單質(zhì)，二者之間的電性接觸屬于同質(zhì)接觸，并不需要額外的手段使二者電性接觸，從而工藝實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單。
[0138]另外，本實(shí)施例中復(fù)合層406厚度的較佳范圍為0.5?10μπι，包括端點(diǎn)，更為優(yōu)選的是，0.6、μ m，但是，本發(fā)明并不限定復(fù)合層406的厚度在此范圍內(nèi)，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，根據(jù)器件實(shí)際性能的需要，復(fù)合層406的厚度可以超出該范圍。
[0139]并且，本實(shí)施例中復(fù)合層406所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積占漂移區(qū)背表面總面積的比例為1: 2?1:15，但是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，復(fù)合層406所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積可以根據(jù)器件實(shí)際性能的需要進(jìn)行合適的選取，其占漂移區(qū)背表面總面積的比例可以超出上述范圍。
[0140]與本實(shí)施例所提供的IGBT相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例提供了上述器件的制作方法，如圖7，該方法具體包括以下步驟:
[0141]步驟S31:提供N型半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)；
[0142]步驟S32:在所述N型半導(dǎo)體襯底的正面形成器件的正面結(jié)構(gòu)；
[0143]需要說(shuō)明的是，該正面結(jié)構(gòu)包括:位于N_漂移區(qū)正表面內(nèi)的P_阱區(qū)，及位于P_阱區(qū)表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)；位于N—漂移區(qū)正表面上的柵氧化層，位于柵氧化層背離N—漂移區(qū)一側(cè)表面上的柵極，包圍柵氧化層和柵極的絕緣層，覆蓋在P_阱區(qū)、N+發(fā)射區(qū)和絕緣層表面上的發(fā)射極。
[0144]步驟S33:在N_漂移區(qū)的背表面上覆蓋材料，形成材料層；
[0145]需要說(shuō)明的是，上述在K漂移區(qū)的背表面上覆蓋材料可采用濺射、物理氣相淀積(PVD)或者化學(xué)氣相淀積(CVD)的方法，形成所述材料層。
[0146]步驟S34:去除部分材料層的材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層位于K漂移區(qū)的背表面上，且包括多個(gè)復(fù)合部，各個(gè)復(fù)合部之間具有間隙；
[0147]需要說(shuō)明的是，去除部分材料層的材料可以采用光刻工藝在材料層上形成復(fù)合層圖形，然后再利用刻蝕工藝去除部分材料層的材料，形成復(fù)合層。
[0148]步驟S35:在N—漂移區(qū)的背面形成P+集電區(qū)，所述P+集電區(qū)底部與復(fù)合層底部齊平，且所述P+集電區(qū)與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及漂移區(qū)的底部直接電性接觸；
[0149]需要說(shuō)明的是，在N_漂移區(qū)的背面形成P+集電區(qū)可以采用蒸發(fā)、物理氣相淀積(PVD)或者化學(xué)氣相淀積(CVD)的方法。
[0150]步驟S36:在P+集電區(qū)的背表面上形成背面金屬層，作為集電極。
[0151]需要說(shuō)明的是，該步驟可以采用濺射或蒸發(fā)的方法在P+集電區(qū)的底部覆蓋金屬材料，形成集電極。
[0152]實(shí)施例四
[0153]以上實(shí)施例一、二、三所描述的均為非穿通型的IGBT，即在器件的背面結(jié)構(gòu)中沒(méi)有設(shè)置緩沖層，非穿通型的IGBT具有工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、較好的SOA (safeoperation area,安全工作區(qū))特性、正溫度系數(shù)的導(dǎo)通電壓等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明所提供的在IGBT的漂移區(qū)的背面設(shè)置復(fù)合層的結(jié)構(gòu)同樣適用于穿通型的IGBT，所謂穿通型的IGBT就是在器件的漂移區(qū)與集電區(qū)之間設(shè)置有緩沖層。
[0154]需要說(shuō)明的是，由于穿通型的IGBT的緩沖層位于漂移區(qū)與集電區(qū)之間，使器件漂移區(qū)的厚度減少，從而使器件的導(dǎo)通電阻率降低，導(dǎo)通壓降減??；并且緩沖層摻雜類型與器件漂移區(qū)的摻雜類型相同，與器件集電區(qū)的摻雜類型相反，因此緩沖層能夠結(jié)合一部分由集電區(qū)向漂移區(qū)注入的載流子，達(dá)到控制器件背面載流子注入率的效果，減少了關(guān)斷時(shí)需要從器件漂移區(qū)移出的載流子的數(shù)量，從而能夠提高器件的關(guān)斷速率；同時(shí)由于緩沖層的摻雜濃度較高，所以電場(chǎng)在到達(dá)緩沖層時(shí)，高濃度的摻雜會(huì)使電場(chǎng)迅速在緩沖層內(nèi)部截止，防止了器件被穿通，因而可以在相同耐壓下減薄漂移區(qū)厚度，從而降低了漂移區(qū)載流子總量；簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，穿通型的IGBT的優(yōu)點(diǎn)為:在保證器件耐壓不降低的前提下，降低導(dǎo)通壓降，提聞開(kāi)關(guān)速率。[0155]基于實(shí)施例一，本實(shí)施提供了一種穿通型的IGBT，該器件的結(jié)構(gòu)如圖8所示，其緩沖層與復(fù)合層底部和漂移區(qū)底部直接電性接觸，該IGBT具體包括:
[0156]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括N—漂移區(qū)500 ；
[0157]位于N_漂移區(qū)500背表面內(nèi)且與K漂移區(qū)500背面直接電性接觸的復(fù)合層506，所述復(fù)合層506包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙，且僅覆蓋N_漂移區(qū)500背表面的部分區(qū)域；
[0158]位于N—漂移區(qū)500背表面上的N+緩沖層507，所述N+緩沖層507與復(fù)合層506底部和N+漂移區(qū)507底部直接電性接觸；位于N+緩沖層507底部且與N+緩沖層507直接電性接觸的P+集電區(qū)505 ；
[0159]位于N_漂移區(qū)500正表面上的柵氧化層503，位于柵氧化層503背離N_漂移區(qū)500一側(cè)表面上的柵極G，及包圍柵氧化層503和柵極G的絕緣層504 ;位于N_漂移區(qū)500正表面內(nèi)的F阱區(qū)501，及位于P—阱區(qū)501表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)502，覆蓋在P—阱區(qū)501、N+發(fā)射區(qū)502和絕緣層504表面上的發(fā)射極E ;位于P+集電區(qū)505底部的集電極C。
[0160]與本實(shí)施例所提供的IGBT相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例提供了上述器件的制作方法，該方法基于實(shí)施例一所提供的方法，僅在形成復(fù)合層的步驟之后，形成集電區(qū)的步驟之前，增加形成緩沖層的步驟，如圖9，該方法具體包括以下步驟:
[0161]步驟S41:提供N型半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N—漂移區(qū)；
[0162]步驟S42:在所述N型半導(dǎo)體襯底的正面形成器件的正面結(jié)構(gòu)；
[0163]步驟S43:在f漂移區(qū)的背面形成多個(gè)凹槽；
[0164]步驟S44:在凹槽內(nèi)填滿復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層的底部與所述K漂移區(qū)的底部齊平，所述復(fù)合層位于N—漂移區(qū)的背表面內(nèi)，且包括多個(gè)復(fù)合部，各個(gè)復(fù)合部之間具有間隙；
[0165]步驟S45:在N_漂移區(qū)的背表面上形成N+緩沖層，該N+緩沖層與復(fù)合層底部和N—漂移區(qū)底部直接電性接觸；
[0166]需要說(shuō)明的是，形成N+緩沖層可以采用蒸發(fā)、物理氣相淀積(PVD)或者化學(xué)氣相淀積(CVD)的方法。
[0167]步驟S46:在N+緩沖層底部形成P+集電區(qū)，該P(yáng)+集電區(qū)與N+緩沖層直接電性接觸；
[0168]步驟S47:在P+集電區(qū)的背表面上形成背面金屬層，作為集電極。
[0169]實(shí)施例五
[0170]基于實(shí)施例二所提供的復(fù)合層的設(shè)置方式，本實(shí)施例提供了一種穿通型IGBT，其結(jié)構(gòu)如圖10所示，緩沖層位于各個(gè)復(fù)合部之間，該IGBT包括:
[0171]半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)600 ；
[0172]位于N_漂移區(qū)600背表面內(nèi)且與漂移區(qū)600背面直接電性接觸的復(fù)合層606，所述復(fù)合層606包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙，且僅覆蓋N_漂移區(qū)600背表面的部分區(qū)域；
[0173]位于復(fù)合層606的多個(gè)復(fù)合部之間的N+緩沖層607，該N+緩沖層607的底部與復(fù)合層606的底部齊平，且N+緩沖層607與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及N_漂移區(qū)600的底部直接電性接觸；位于N+緩沖層607底部和復(fù)合層606底部且與N+緩沖層607和復(fù)合層606直接電性接觸的P+集電區(qū)605 ；
[0174]位于N—漂移區(qū)600正表面上的柵氧化層603，位于柵氧化層603背離N—漂移區(qū)600一側(cè)表面上的柵極G,及包圍柵氧化層603和柵極G的絕緣層604 ;位于Pf漂移區(qū)600正表面內(nèi)的F阱區(qū)601，及位于P_阱區(qū)601表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)602，覆蓋在P_阱區(qū)601、N+發(fā)射區(qū)602和絕緣層604表面上的發(fā)射極E ;位于P+集電區(qū)605底部的集電極C。
[0175]與本實(shí)施例所提供的IGBT相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例提供了上述器件的制作方法，該方法基于實(shí)施例二所提供的方法，在形成復(fù)合層的步驟之后，形成集電區(qū)的步驟之前，增加形成緩沖層的步驟，如圖11，該方法具體包括以下步驟:
[0176]步驟S51:提供N型半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)；
[0177]步驟S52:在N型半導(dǎo)體襯底的正面形成器件的正面結(jié)構(gòu)；
[0178]步驟S53:在f漂移區(qū)的背面形成多個(gè)凹槽；
[0179]步驟S54:在凹槽內(nèi)填滿復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層的底部與N—漂移區(qū)的底部齊平，所述復(fù)合層位于N—漂移區(qū)的背表面內(nèi)，且包括多個(gè)復(fù)合部，各個(gè)復(fù)合部之間具有間隙；
[0180]步驟S55:對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的N_漂移區(qū)進(jìn)行N型重?fù)诫s，形成N+緩沖層，所述N+緩沖層底部與復(fù)合層底部齊平，且所述N+緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及漂移區(qū)的底部直接電性接觸；
[0181]需要說(shuō)明的是，對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的N—漂移區(qū)進(jìn)行N型重?fù)诫s(即與漂移區(qū)的摻雜類型相同)可以采用離子擴(kuò)散或離子注入的方法。
[0182]步驟S56:在緩沖層底部和復(fù)合層底部形成P+集電區(qū)，該P(yáng)+集電區(qū)與N+緩沖層底部和復(fù)合層底部直接電性接觸；
[0183]需要說(shuō)明的是，在緩沖層底部和復(fù)合層底部形成P+集電區(qū)可以采用蒸發(fā)、物理氣相淀積(PVD)或者化學(xué)氣相淀積(CVD)的方法，該P(yáng)+集電區(qū)的摻雜類型與N—漂移區(qū)的摻雜類型相反。
[0184]步驟S57:在P+集電區(qū)的背表面上形成背面金屬層，作為集電極。
[0185]實(shí)施例六
[0186]同樣基于實(shí)施例二所提供的復(fù)合層的設(shè)置方式，本實(shí)施例提供了一種穿通型IGBT，其結(jié)構(gòu)如圖12所示，緩沖層和集電區(qū)位于各個(gè)復(fù)合部之間，該IGBT包括:
[0187]半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)700 ；
[0188]位于N_漂移區(qū)700背表面內(nèi)且與K漂移區(qū)700背面直接電性接觸的復(fù)合層706，所述復(fù)合層706包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙，且僅覆蓋N_漂移區(qū)700背表面的部分區(qū)域；
[0189]位于復(fù)合層706的多個(gè)復(fù)合部之間的N+緩沖層707，該N+緩沖層707的底部低于復(fù)合層706的底部，且N+緩沖層707與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及N_漂移區(qū)700的底部直接電性接觸；位于復(fù)合層706的各個(gè)復(fù)合部之間的P+集電區(qū)705，且P+集電區(qū)705的底部與復(fù)合層706的底部齊平；
[0190]位于N_漂移區(qū)700正表面上的柵氧化層703，位于柵氧化層703背離N_漂移區(qū)700一側(cè)表面上的柵極G，及包圍柵氧化層703和柵極G的絕緣層704 ;位于N_漂移區(qū)700正表面內(nèi)的F阱區(qū)701，及位于P_阱區(qū)701表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)702，覆蓋在P_阱區(qū)701、N+發(fā)射區(qū)702和絕緣層704表面上的發(fā)射極E ;位于P+集電區(qū)705底部的集電極C。
[0191]與本實(shí)施例所提供的IGBT相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例提供了上述器件的制作方法，該方法基于實(shí)施例二所提供的方法，在形成復(fù)合層的步驟之后，形成集電區(qū)的步驟之前，增加形成緩沖層的步驟，如圖13，該方法具體包括以下步驟:
[0192]步驟S61:提供N型半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N—漂移區(qū)；
[0193]步驟S62:在N型半導(dǎo)體襯底的正面形成器件的正面結(jié)構(gòu)；
[0194]步驟S63:在【漂移區(qū)的背面形成多個(gè)凹槽；
[0195]步驟S64:在凹槽內(nèi)填滿復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層的底部與【漂移區(qū)的底部齊平，所述復(fù)合層位于N—漂移區(qū)的背表面內(nèi)，且包括多個(gè)復(fù)合部，各個(gè)復(fù)合部之間具有間隙；
[0196]步驟S65:對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的N_漂移區(qū)進(jìn)行N型重?fù)诫s，形成N+緩沖層，所述N+緩沖層底部低于所述復(fù)合層底部，且所述N+緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及漂移區(qū)的底部直接電性接觸；
[0197]需要說(shuō)明的是，對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的N—漂移區(qū)進(jìn)行N型重?fù)诫s(即與漂移區(qū)的摻雜類型相同)可以采用離子擴(kuò)散或離子注入的方法。
[0198]步驟S66:對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的N—漂移區(qū)進(jìn)行P型重?fù)诫s，形成P+集電區(qū)，該P(yáng)+集電區(qū)位于多個(gè)復(fù)合部之間且位于N+緩沖層底部，且P+集電區(qū)的底部與復(fù)合層的底部齊平。
[0199]需要說(shuō)明的是，對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的【漂移區(qū)進(jìn)行P型重?fù)诫s(即與漂移區(qū)的摻雜類型相反)可以采用離子擴(kuò)散或離子注入的方法。
[0200]步驟S67:在P+集電區(qū)的背表面上形成背面金屬層，作為集電極。
[0201]實(shí)施例七
[0202]基于實(shí)施例三所提供的復(fù)合層的設(shè)置方式，本實(shí)施例提供了一種穿通型IGBT，其結(jié)構(gòu)如圖14所示，緩沖層完全覆蓋復(fù)合層的各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，該IGBT包括:
[0203]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括N_漂移區(qū)800 ；
[0204]位于f漂移區(qū)800背表面上且與漂移區(qū)800背面直接電性接觸的復(fù)合層806，所述復(fù)合層806包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙，且僅覆蓋N_漂移區(qū)800背表面的部分區(qū)域；
[0205]位于N—漂移區(qū)800背表面上的N+緩沖層807，該N+緩沖層807完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的N_漂移區(qū)800的表面，且N+緩沖層807與復(fù)合層806底部和N_漂移區(qū)800底部直接電性接觸；位于N+緩沖層807底部且與N+緩沖層807直接電性接觸的P+集電區(qū)805 ；
[0206]位于N_漂移區(qū)800正表面上的柵氧化層803，位于柵氧化層803背離N_漂移區(qū)800一側(cè)表面上的柵極G，及包圍柵氧化層803和柵極G的絕緣層804 ;位于N_漂移區(qū)800正表面內(nèi)的F阱區(qū)801，及位于P—阱區(qū)801表面內(nèi)的N+發(fā)射區(qū)802，覆蓋在P—阱區(qū)801、N+發(fā)射區(qū)802和絕緣層804表面上的發(fā)射極E ;位于P+集電區(qū)805底部的集電極C。
[0207]與本實(shí)施例所提供的IGBT相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例提供了上述器件的制作方法，該方法基于實(shí)施例三所提供的方法，在形成復(fù)合層的步驟之后，形成集電區(qū)的步驟之前，增加形成緩沖層的步驟，如圖15，該方法具體包括以下步驟:[0208]步驟S71:提供N型半導(dǎo)體襯底，該半導(dǎo)體襯底包括N—漂移區(qū)；
[0209]步驟S72:在N型半導(dǎo)體襯底的正面形成器件的正面結(jié)構(gòu)；
[0210]步驟S73:在N_漂移區(qū)的背表面上覆蓋材料，形成材料層；
[0211]步驟S74:去除部分材料層的材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層位于K漂移區(qū)的背表面上，且包括多個(gè)復(fù)合部，各個(gè)復(fù)合部之間具有間隙；
[0212]步驟S75:在N_漂移區(qū)背面形成N+緩沖層，該N+緩沖層完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的N_漂移區(qū)的表面，且N+緩沖層與復(fù)合層底部和N_漂移區(qū)底部直接電性接觸；
[0213]需要說(shuō)明的是，在N—漂移區(qū)背面形成N+緩沖層可以采用蒸發(fā)、物理氣相淀積(PVD)或者化學(xué)氣相淀積(CVD)的方法。
[0214]步驟S76:在N+緩沖層的底部形成P+集電區(qū)，且該P(yáng)+集電區(qū)與緩沖層的底部直接電性接觸；
[0215]步驟S77:在P+集電區(qū)的背表面上形成背面金屬層，作為集電極。
[0216]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種IGBT，包括: 半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括漂移區(qū)； 位于所述漂移區(qū)背面且與所述漂移區(qū)背面直接電性接觸的復(fù)合層，所述復(fù)合層僅覆蓋所述漂移區(qū)背表面的部分區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT，其特征在于，所述復(fù)合層的材料為非晶硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合層的厚度為0.5~10μπι，包括端點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合層所覆蓋的漂移區(qū)背表面的面積占漂移區(qū)背表面總面積的比例為1:2~1:15。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合層包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的IGBT，其特征在于，所述漂移區(qū)的背面具有多個(gè)凹槽，所述復(fù)合層填滿所述凹槽，且所述復(fù)合層底部與所述漂移區(qū)底部齊平。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的IGBT，其特征在于，還包括，位于所述漂移區(qū)背面的集電區(qū)，所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的IGBT，其特征在于，還包括: 位于所述漂移區(qū)背面的緩沖層，所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸；· 位于所述緩沖層底部且與所述緩沖層直接電性接觸的集電區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的IGBT，其特征在于，所述復(fù)合層位于所述漂移區(qū)的背表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IGBT，其特征在于，還包括，位于所述多個(gè)復(fù)合部之間的集電區(qū)，所述集電區(qū)底部與所述復(fù)合層底部齊平，且所述集電區(qū)與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IGBT，其特征在于，還包括: 位于所述多個(gè)復(fù)合部之間的緩沖層，所述緩沖層的底部與所述復(fù)合層的底部齊平，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸； 位于所述緩沖層底部和復(fù)合層底部且與所述緩沖層底部和復(fù)合層底部直接電性接觸的集電區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IGBT，其特征在于，還包括: 位于所述多個(gè)復(fù)合部之間的緩沖層，所述緩沖層的底部低于所述復(fù)合層的底部，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)底部直接電性接觸； 位于所述多個(gè)復(fù)合部之間且位于所述緩沖層底部的集電區(qū)，所述集電區(qū)的底部與所述復(fù)合層的底部齊平。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IGBT，其特征在于，還包括，位于所述漂移區(qū)背面的集電區(qū)，所述集電區(qū)完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的IGBT，其特征在于，還包括: 位于所述漂移區(qū)背面的緩沖層，所述緩沖層完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸； 位于所述緩沖層底部且與所述緩沖層直接電性接觸的集電區(qū)。
15.—種IGBT的制作方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括漂移區(qū)； 在所述漂移區(qū)的背面形成復(fù)合層，所述復(fù)合層僅覆蓋所述漂移區(qū)背表面的部分區(qū)域，且與所述漂移區(qū)的背面直接電性接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合層包括多個(gè)復(fù)合部，各復(fù)合部之間具有間隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述在所述漂移區(qū)的背面形成復(fù)合層包括: 去除所述漂移區(qū)背面的部分材料，以在漂移區(qū)的背表面內(nèi)形成多個(gè)開(kāi)口 ； 在所述開(kāi)口內(nèi)填滿復(fù)合層材料，形成復(fù)合層，所述復(fù)合層的底部與所述漂移區(qū)的底部齊平。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在形成所述復(fù)合層之后還包括，在所述漂移區(qū)的背表面上形成集電區(qū)，所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在形成所述復(fù)合層之后還包括: 在所述漂移區(qū)的背表面上形成緩沖層，所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸； 在所述緩沖層底部形成集電區(qū)，所述集電區(qū)與所述緩沖層直接電性接觸。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在形成所述復(fù)合層之后還包括，對(duì)各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相反的摻雜，形成集電區(qū)，所述集電區(qū)底部與所述復(fù)合層底部齊平，且所述集電區(qū)與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在形成所述復(fù)合層之后還包括: 對(duì)所述各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相同摻雜，形成緩沖層，所述緩沖層的底部與所述復(fù)合層的底部齊平，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸； 在所述緩沖層底部和復(fù)合層底部形成集電區(qū)，所述集電區(qū)的摻雜類型與所述漂移區(qū)的摻雜類型相反，且所述集電區(qū)與所述緩沖層底部和復(fù)合層底部直接電性接觸。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在形成所述復(fù)合層之后還包括: 對(duì)所述各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相同摻雜，形成緩沖層，所述緩沖層的底部低于所述復(fù)合層的底部，且所述緩沖層與各個(gè)復(fù)合部的側(cè)壁及所述漂移區(qū)的底部直接電性接觸； 對(duì)所述各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)進(jìn)行與所述漂移區(qū)的摻雜類型相反的摻雜，形成集電區(qū)，所述集電區(qū)位于所述多個(gè)復(fù)合部之間且位于所述緩沖層底部，且所述集電區(qū)的底部與所述復(fù)合層的底部齊平。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述在所述漂移區(qū)的背面形成復(fù)合層具體為:在所述漂移區(qū)的背表面上覆蓋復(fù)合層材料，形成材料層； 去除所述材料層的部分材料，以在所述漂移區(qū)的背表面上形成復(fù)合層。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，在形成所述復(fù)合層之后還包括，在所述漂移區(qū)背面形成集電區(qū)，所述集電區(qū)完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述集電區(qū)與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，在形成所述復(fù)合層之后還包括: 在所述漂移區(qū)背面形成緩沖層，所述緩沖層完全覆蓋各個(gè)復(fù)合部的表面和位于各個(gè)復(fù)合部之間的漂移區(qū)的表面，且所述緩沖層與所述復(fù)合層底部和所述漂移區(qū)底部直接電性接觸； 在所述緩沖層底部的形成集`電區(qū)，所述集電區(qū)與所述緩沖層的底部直接電性接觸。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK103855201SQ201210509411
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月3日
【發(fā)明者】喻巧群, 朱陽(yáng)軍, 盧爍今, 胡愛(ài)斌, 田曉麗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所, 江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心, 江蘇中科君芯科技有限公司