[发明专利]引入外延层场阑区的反向传导IGBT及其制备方法

权利要求书

1.一种用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，该方法包括：

提供一个轻掺杂的第一半导体衬底；

通过外延工艺，在第一个半导体衬底上制备一个第一导电类型的第一个外延层，第一个外延层具有稳定的掺杂水平，第一个外延层构成RC-IGBT器件的基极区；

通过外延工艺，在第一个半导体衬底上制备一个第一导电类型的第二个外延层，第二个外延层具有包括不稳定的、变化的掺杂水平，第二个外延层构成RC-IGBT器件的场阑区；

在第二外延层上制备一个缓冲层；

通过离子注入，在缓冲层中制备第一导电类型的第一区域和与第一导电类型相反的第二导电类型的第二区域；

在缓冲层上制备一个结合层；

将载体晶圆贴到缓冲层上的结合层上，构成一个半导体结构，具有第一边是第一个半导体衬底，第二边是载体晶圆的背面；

从第一边研磨半导体结构，除去第一半导体衬底以及至少一部分第一个外延层，使第一个外延层裸露出来，构成半导体结构的正面；

从半导体结构的正面，形成第二导电类型的本体区，在本体区中形成第一导电类型的源极区；

在半导体结构的正面，制备一个栅极电介质层和一个导电栅极；并且

除去载体晶圆和结合层，使缓冲层中第一导电类型的第一区域以及第二导电类型的第二区域裸露出来。

2.如权利要求1所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中通过外延工艺，在第一个外延层上制备第一导电类型的第二个外延层，包括：

制备具有分级掺杂结构的第二个外延层，第二个外延层具有靠近第一个外延层的第一边，以及靠近缓冲层的第二边，分级掺杂结构具有在第二个外延层的第一边上的第一掺杂水平，以及在第二个外延层的第二边上的第二掺杂水平，掺杂水平在第二个外延层的第一边和第二边之间线性变化，从第一掺杂水平到第二掺杂水平。

3.如权利要求2所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中第一掺杂水平低于第二掺杂水平。

4.如权利要求3所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中第一掺杂水平高于或等于第一个外延层稳定的掺杂水平。

5.如权利要求1所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中通过外延工艺，在第一个外延层上制备第一导电类型的第二个外延层，包括：

制备具有多步进平板顶区掺杂结构的第二个外延层，具有第一掺杂水平作为背景掺杂水平，并且具有多平板顶区，掺杂水平从第一掺杂水平开始步进增大，多平板顶区在第二个外延层内间隔开。

6.如权利要求5所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中多个平板顶区具有相同的或不同的掺杂水平。

7.如权利要求6所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中多个平板顶区具有不断增大的掺杂水平，从第二个外延层的第一边附近的第一平板顶区开始，到第二个外延层的第二边附近的最后一个平板顶区。

8.如权利要求5所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中每一个平板顶区都具有厚度，多个平板顶区的厚度是相同的或不同的。

9.如权利要求8所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中多个平板顶区具有递减的厚度，从第二个外延层的第一边附近的第一个平板顶区开始，到第二个外延层第二边附近的最后一个平板顶区。

10.如权利要求5所述的用于制备含有场阑区的反向传导的绝缘栅双极晶体管器件的制备方法，其特征在于，其中背景掺杂水平高于或等于第一个外延层稳定的掺杂水平。