[发明专利]变掺杂阳极IGBT结构及其制作方法

说明书

本发明提供一种变掺杂阳极IGBT结构及其制作方法，IGBT结构包括集电区，其中，集电区包括有源区对应的第一集电区和终端对应的第二集电区，第一集电区的掺杂剂量高于第二集电区的掺杂剂量。由于有源区对应的第一集电区与终端对应的第二集电区的掺杂剂量不相同，第一集电区的掺杂剂量高、空穴注入效率高，而第二集电区的掺杂剂量低、空穴注入效率低，可使得该IGBT结构既能获得良好的导通性能，又具有较高的抗动态雪崩性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种变掺杂阳极IGBT结构及其制作方法。

背景技术

如图1所示为普通绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)芯片的横截面图，它的集电区1分为有源区a及终端b。其中有源区a为元胞区，是电流的主要通道。如果终端b的空穴注入效率过高，IGBT在正向导通时终端b会被注入大量空穴，IGBT关断时这些空穴会被扫出终端b，在此过程中空穴会调制终端b的电场分布，导致电场集中，使IGBT发生动态雪崩击穿，在低于额定击穿电压的情况下发生击穿失效。

有源区a的注入效率较高有利于降低IGBT的导通压降，而终端b较高的阳极注入效率容易使终端发生动态雪崩。集电区1的空穴注入效率主要由集电区1的掺杂剂量决定，掺杂剂量越高该区的空穴注入效率越高，掺杂剂量越低则该区的空穴注入效率越低。

现有的技术方案在进行IGBT芯片集电区1工艺时采用一次整体注入和扩散，形成的有源区a及终端b的掺杂剂量完全相同，这往往导致IGBT在关断时会因发生动态雪崩而失效。

发明内容

本发明提供一种变掺杂阳极IGBT结构及其制作方法，用以解决现有技术中IGBT在关断时容易发生动态雪崩而失效的技术问题。

本发明一方面提供一种变掺杂阳极IGBT结构，包括：

集电区，其中，集电区包括有源区对应的第一集电区和终端对应的第二集电区，第一集电区的掺杂剂量高于第二集电区的掺杂剂量。

进一步的，还包括淀积在第一集电区和第二集电区上的金属层，第二集电区与金属层的接触面为平面，所述平面位于第二集电区内，所述平面与水平接触面相交且与水平接触面呈一定角度设置，其中，水平接触面为第一集电区和金属层的接触面。

进一步的，还包括淀积在第一集电区和第二集电区上的金属层，第二集电区与金属层的接触面为向着远离金属层一侧凹陷的凹面，所述凹面位于第二集电区内，所述凹面的横截面为弧线，且所述凹面与水平接触面相交，其中，水平接触面为第一集电区和金属层的接触面。

进一步的，第一集电区和第二集电区均为P型掺杂。

进一步的，第一集电区和第二集电区均为N型掺杂。

进一步的，金属层为铝层。

本发明另一方面提供一种变掺杂阳极IGBT制作方法，包括：

步骤101，在IGBT正面及集电区完成之后，在集电区上形成硅刻蚀掩膜，且将集电区分为有源区对应的第一集电区和终端对应的第二集电区；

步骤102，根据硅湿法刻蚀的各向同性特性，对第二集电区进行刻蚀，以使第一集电区掺杂剂量高于第二集电区的掺杂剂量。

进一步的，对终端对应的第二集电区进行刻蚀时，最大刻蚀深度小于第二集电区结深。

进一步的，步骤102之后，还包括，

步骤103，在刻蚀后的集电区上淀积金属层，以形成集电极。

进一步的，金属层为铝层。