[发明专利]一种反向导通场截止型IGBT及其制作方法

说明书

本发明提供一种反向导通场截止型IGBT，包括衬底；衬底为P型衬底；P型衬底的背面设有集电极；P型衬底的正面设有电场终止层；电场终止层背离P型衬底的一面设有漂移区；漂移区内设有P型的场限环，场限环设有多个；场限环上设有场氧化层和氧化物介质层；P型衬底的正面还设有P阱，P阱内设有N型的发射极；氧化物介质层上覆盖设有钝化层。本发明提供的反向导通场截止型IGBT，通过调整制程和增加载流子寿命控制技术，使得反向导通场截止型IGBT具有高开关速度。

技术领域

本发明涉及电子元器件技术领域，特别涉及一种反向导通场截止型IGBT及其制作方法。

背景技术

IGBT又称绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降两方面的优点。在交流电机、逆变器、照明电路、牵引传动等DC 600V及以上的变流系统中得到广泛应用。

反向导通绝缘栅双极晶体管是具有国际前瞻性的一种新型IGBT器件，它将传统的与IGBT芯片反并联封装在一起的FRD，FRD又称为快速恢复二极管，与IGBT集成在同一芯片上，提高了功率密度，降低了芯片面积、制作成本以及封装成本，同时提高了IGBT的可靠性。

但是，目前市面上的反向导通IGBT存在开关速度普遍较慢的问题。

发明内容

为解决现有的反向导通IGBT的开关速度普遍较慢的问题，本发明现提供一种反向导通场截止型IGBT及其制作方法，其中，一种反向导通场截止型IGBT，包括衬底；所述衬底为P型衬底；所述P型衬底的背面设有集电极；所述P型衬底的正面设有电场终止层；所述电场终止层背离所述P型衬底的一面设有漂移区；所述漂移区内设有P型的场限环，所述场限环设有多个；所述场限环上设有场氧化层和氧化物介质层；

所述P型衬底的正面还设有P阱，所述P阱内设有N型的发射极；所述氧化物介质层上覆盖设有钝化层。

本发明还提供一种如上所述的反向导通场截止型IGBT的制作方法，该方法包括：步骤A，在P型衬底上光刻注入N型杂质，形成逆导结构；

步骤B，往上生长5um厚度的N+，形成电场终止层；

步骤C，在FS EPI上生长一层49um的N-，形成的漂移区；

步骤D，再往上生长9um厚度的N-，用于后续MOS的制作；

步骤E，然后对其进行表面场氧化、退火、光刻蚀刻；

步骤F，全面注入N型杂质后进行高温退火；

步骤G，进行栅氧化层的生长，淀积多晶硅，利用栅极光刻蚀刻形成栅极；

步骤H，全面注入B11形成PW沟道区；光刻注入As形成N+发射区；在表面生长厚度为0.5um的氧化物介质层(70)，再进行光刻蚀刻、B11离子注入和退火形成接触区；之后进行淀积金属光刻蚀刻形成金属发射极(81)和淀积钝化层(90)光刻蚀刻形成钝化；

步骤I，将背面研磨至逆导结构，再对其进行抛光、清洗、蒸发、合金形成背面金属，形成集电极；

步骤J，采用高能电子束对晶圆进行辐照，引入晶格缺陷，降低漂移区的载流子寿命。

进一步地，所述N型杂质为P31。

进一步地，所述步骤E中氧化厚度为7500A。

进一步地，所述步骤E中退火温度为1200℃，持续时间6小时。

进一步地，所述步骤F中高温退火的温度为1000-1200℃，时间为5-7小时。

进一步地，所述步骤H中氧化物介质层的厚度为0.5um。