[实用新型]一种低浓度超薄的IGBT芯片

说明书

技术领域

一种低浓度超薄的IGBT芯片，属于半导体器件制造领域。

背景技术

传统的PT型IGBT芯片的结构如图2所示：在衬底1上依次做第一外延层2和第二外延层3，然后在第二外延层3上做MOS结构完成芯片制作。申请人发现，在实际制作时该衬底1的厚度大约为200~400μm。由于衬底1的厚度较厚，因此阻抗较大，从而导致导通时的损耗较大。为减小导通时的损耗，对衬底1的掺杂浓度要求较高，约为10¹⁸~10¹⁹个/cm³，但这样一来，又导致导通时进入外延层的空穴数量很多，关断速度慢，拖尾现象较为严重。

为了解决此问题，在现有技术中，在芯片做完后对芯片进行电子辐照或PT掺杂或其他工艺使芯片中产生缺陷，加速空穴与电子的消耗，但是通过相应的工艺时芯片产生缺陷之后，缺陷同样会在第二外延层3的MOS结构中产生，为保证产品的品质，还要通过高温退火进行缺陷修复，此工艺复杂，工艺条件难以掌握，批次间存在较大差异，同时整个加工过程中，对加工设备的要求较高，设备较为昂贵，因此生产成本极高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种将IGBT衬底的掺杂浓度降低，同时厚度减薄，具有关断速度快，减少拖尾现象优点的低浓度超薄的IGBT芯片。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该低浓度超薄的IGBT芯片，包括P型的衬底，在衬底上依次设有N型的第一外延层和第二外延层，在第二外延层上设置MOS结构，芯片最上方覆盖有金属层，其特征在于：衬底的掺杂浓度为10¹⁵~10¹⁷个/cm³，衬底的厚度为1~20μm。

优选的，所述的衬底的厚度为1~10μm。

一种低浓度超薄的IGBT芯片，包括N型的衬底，在衬底上依次设有P型的第一外延层和第二外延层，在第二外延层上设置MOS结构，芯片最上方覆盖有金属层，其特征在于：衬底的掺杂浓度为10¹⁵~10¹⁷个/cm³，衬底的厚度为1~20μm。

优选的，所述的衬底的厚度为1~10μm。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、相比较现有技术，在本低浓度超薄的IGBT芯片中，对衬底的厚度进行了减薄，降低了衬底的阻抗，同时将衬底的掺杂浓度降低，使进入外延层区域的空穴数量相对较少，因此具有关断速度快，减少拖尾现象的优点，有效提高了产品的工作频率。

2、由于减薄以及浓度掺杂均属于常规技术手段，因此工艺复杂程度大大降低。同时省去了PT型IGBT制造过程中为提高其工作频率而照电子辐照及高温退火的工序，提高芯片流片效率同时大大降低了生产成本。

3、在本浓度超薄的IGBT芯片中，可以将衬底以及外延层的类型进行替换，则可适用在P通道的IGBT的芯片中。

4、本申请亦适用于其它高压开关半导体元件的生产。

附图说明

图1为低浓度超薄的IGBT芯片结构示意图。

图2为传统PT型IGBT芯片结构示意图。

其中：1、衬底2、第一外延层3、第二外延层4、金属层。

具体实施方式

图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~2对本实用新型做进一步说明。

实施例1：

如图1所示，低浓度超薄的IGBT芯片，包括衬底1，在衬底1上依次设置有第一外延层2和第二外延层3，在第二外延层3上方做出MOS结构，然后在芯片的最上方覆盖金属层4。在本实施例中，衬底1为P型，第一外延层2和第二外延层3分别为N型。

在本低浓度超薄的IGBT芯片中，衬底1的掺杂浓度较低，其掺杂浓度为10¹⁵~10¹⁷个/cm3，在衬底1上做出第一外延层2、第二外延层3以及第二外延层3上方的MOS结构之后对衬底1进行减薄，将其厚度减为1~20μm，优选厚度为1~10μm。

在本低浓度超薄的IGBT芯片中，由于对衬底1进行了减薄，因此达到了降低衬底1阻抗的作用。同时降低了衬底1的掺杂浓度，因此在导通时进入外延层区域的空穴数量相对较少，因此同时具有关断速度快，减少拖尾现象的优点，有效提高了产品的工作频率。