[发明专利]绝缘栅双极型功率管及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种绝缘栅双极型功率管及其制造方法。

背景技术：

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型功率管)是由BGT(bipolar junction transistor，双型三极管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件，兼有MOSFET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的饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET的驱动功率很小，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，且饱和压降低，非常适合应用于直流电压为1500V的高压变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

如图1所示，为现有技术中常用的一种绝缘栅双极型功率管的结构示意图，该绝缘栅双极型功率管包括：衬底、衬底正面上生长的N型外延层、外延层内形成的P+阱区、P+阱区内形成的N+发射极漂移区、P+阱区和N+发射极漂移区交接处形成的发射极、连接P+阱区、N+发射极漂移区和N型外延层的栅极、衬底背面形成的外延层、衬底背面的外延层内注入形成的P+集电极漂移区、P+集电极漂移区上形成的集电极。

通过对现有的绝缘栅双极型功率管的研究，发明人发现，由于其发射极和栅极一般做在半导体晶片的正面，集电极一般做在半导体晶片的背面，而其它半导体器件，例如在超大规模集成电路中广泛使用的MOS晶体管，其源极、漏极和栅极一般做在都在半导体晶片的同一面，因此这种绝缘栅双极型功率管不利于与其它半导体器件集成。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种绝缘栅双极型功率管及其制造方法，以实现将绝缘栅双极型功率管的发射极、集电极和栅极设置在半导体晶片的同一面，方便绝缘栅双极型功率管与其它半导体器件的集成。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种绝缘栅双极型功率管，包括：

基底，所述基底包括衬底和所述衬底上的外延层；

位于所述外延层内的阱区；

位于所述阱区和外延层交接处的栅氧化层和多晶硅栅；

位于所述外延层内的集电极漂移区和位于所述阱区内的发射极漂移区；

所述集电极漂移区上形成的集电极、所述发射极漂移区上形成的发射极和所述多晶硅栅上形成的栅极。

优选的，

所述集电极漂移区和发射极漂移区分别位于所述栅氧化层的两侧。

优选的，

所述外延层为N型掺杂，所述衬底为P型掺杂，所述阱区为P型掺杂，所述集电极漂移区为P型掺杂，所述发射极漂移区为N型掺杂。

优选的，所述的绝缘栅双极型功率管，还包括：

缓冲层，位于所述外延层内，且位于所述集电极漂移区外围。

优选的，所述缓冲区为N型掺杂。

优选的，所述发射极漂移区和所述栅氧化层存在部分交接。

本发明还提供了一种绝缘栅双极型功率管制造方法，包括：

提供基底，所述基底包括衬底和所述衬底上的外延层；

在所述外延层内形成阱区；

在所述阱区和外延层的交接处形成栅氧化层和多晶硅栅；

在所述外延层内形成集电极漂移区，在所述阱区内形成发射极漂移区；

在所述集电极漂移区、发射极漂移区和多晶硅栅上分别进行金属接触形成集电极、发射极和栅极。

优选的，

所述集电极漂移区和发射极漂移区分别形成于所述栅氧化层的两侧。

优选的，

在所述外延层内形成集电极漂移区之前，还包括：

在所述阱区内形成缓冲区；

在所述外延层内形成集电极漂移区，具体为：

在所述外延层的缓冲区内形成集电极漂移区。

优选的，

所述外延层为N型掺杂，所述衬底为P型掺杂，所述阱区为P型掺杂，所述集电极漂移区为P型掺杂，所述发射极漂移区为N型掺杂。

应用本发明实施例所提供的技术方案，所提供的绝缘栅双极型功率管及其制造方法，将传统结构中的位于半导体晶片背面的集电极，设置到与发射极和栅极半导体晶片同一面的衬底中，方便了与其它半导体器件的接线，进而有利于绝缘栅双极型功率管与其它半导体器件的集成。

附图说明