专利名称：一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管igbt的制作方法
技术领域：
一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，属于半导体器件制造技术领域。
背景技术：
传统N型平面式IGBT的外延层有两层如图2所示，第一层外延缓冲层为缓冲层(Buffer Layer),掺杂比较浓，阻止反向高压时空乏区扩充至重掺P型衬底P+Substrate。第二层外延漂移层为漂移区域(Drift region)掺杂浓度低，主要功能是支持反向高压。所以在平面IGBT制程中通道RJ部位的电阻较高，导通电流时IGBT整体的饱和电压VCEsat较高，因而导通时的效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种能够有效地降低饱和电压VCEsat，增加正向通电的效率的一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT,包括主体P+Substrate、在主体P+Substrate上方的第一层外延缓冲层、在第一层外延缓冲层上方的第二层外延漂移层、通道RJ，其特征在于:在第二层外延漂移层上方增设包含通道RJ的第三层外延层。外延层掺杂浓度为第一层外延缓冲层浓度为2 X 1015-2 X IO16个最浓，第二层外延漂移层浓度为2 X 1013-2 X IO14个最淡，第三层外延层浓度为2 X IO14-1 X IO15个浓度介于第一层外延缓冲层与第二层外延漂移层之间。
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本发明是在第二层外延漂移层上增加第三层外延层，其第三层外延层掺杂浓度要高于第二层外延漂移层小于第一层外延缓冲层，这样就可降低通道RJ部分的电阻，导通电流时IGBT整体的饱和电压VCE (3^会减小，因而提升导通时的效率。因为第三层外延层掺杂的浓度比第二层外延漂移层掺杂的浓度高，在正向导通时，可以提高在P型区P-body/N-EPI区域中的电洞(空穴)、hole及电子Electronic载子Carrier的浓度，因而有效降低漂移区Drift region的电阻,增强导电的功能，降低饱和电压VCE (sat)增加正向通电的效率。与现有技术相比，本发明的一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT的有益效果是:
1、采用三层外延技术，有效地降低饱和电压VCE(sat)增加正向通电的效率10—30% ；
2、上述描述的P通道平面式IGBT的说明，可以把P与N互换，则可适用在N通道平面式IGBT的结构而达到与P-1GBT相应的效果；
3、本发明亦适用于其它高压元件相类似的架构。
图1是三层外延层的穿通型平面IGBT结构示意图。
图2是现有技术二层外延层的穿通型平面IGBT结构示意图。其中:1、主体P+Substrate 2、第一层外延缓冲层 3、第二层外延漂移层4、通道RJ 5、第三层外延层。
具体实施例方式图1是本发明的最佳实施例。下面结合附图1对本发明的一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT做进一步描述。本高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，由主体P+Substrate1、第一层外延缓冲层2、第二层外延漂移层3、通道RJ 4和第三层外延层5组成。主体P+Substrate I为重掺P型衬底，自下而上为:最下层为主体P+Substrate1、在主体P+Substrate I上方为第一层外延缓冲层2、在第一层外延缓冲层2上方的第二层外延漂移层3、通道RJ4和第三层外延层5。外延层掺杂浓度为第一层外延缓冲层2浓度为2X1015-2X1016个最浓，第二层外延漂移层3浓度为2 X 1013-2 X IO14个最淡，第三层外延层5浓度为2 X IO14-1 X IO15个浓度介于第一层外延缓冲层2与第二层外延漂移层3之间。在晶体管IGBT晶粒制作中，在主体P+Substrate I上制作第一层外延缓冲层2与第二层外延漂移层3后，再制作第三层外延层5，因为第三层外延层5浓度比第二层外延漂移层3掺杂的浓度高，这样就可降低通道RJ 4部分的电阻，在正向导通时可以提高在P型区P-body/N-EPI区域中的电洞(空穴)、hole及电子Electronic载子Carrier的浓度，因而有效降低漂移区Drift region的电阻，增强导电的功能，降低VCEsat增加正向通电的效率。本发明主要解决平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT导通时电阻大，通电效率低的问题，把平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT的外延层设计为三层，使第三层外延层的掺杂浓度比第二层外延漂移层掺杂浓度高，降低通道RJ 4部分的电阻使平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT导通时整体的VCEsat降低因而提升正向导通的效率。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，包括主体P+Substrate (I)、在主体P+Substrate (I)上方的第一层外延缓冲层(2)、在第一层外延缓冲层(2)上方的第二层外延漂移层(3)、通道RJ(4)，其特征在于:在第二层外延漂移层(3)上方增设包含通道RJ (4)的第三层外延层(5)。
2.根据权利要求1所述的高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，其特征在于:外延层掺杂浓度为第一层外延缓冲层(2 )浓度为2 X 1015-2 X IO16个最浓，第二层外延漂移层(3 )浓度为2X 1013-2X IO14个最淡，第三层外延层(5)浓度为2X IO14-1X IO15个浓度介于第一层外延缓冲层(2)与第二层外延漂移层(3)之间。
全文摘要
一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，属于半导体器件制造技术领域。包括主体P+Substrate(1)、在主体P+Substrate(1)上方的第一层外延缓冲层(2)、在第一层外延缓冲层(2)上方的第二层外延漂移层(3)、通道RJ(4)，其特征在于在第二层外延漂移层(3)上方增设包含通道RJ(4)的第三层外延层(5)。与现有技术相比，能够有效地降低饱和电压VCEsat，增加正向通电的效率等优点。
文档编号H01L29/739GK103077967SQ20131002907
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者关仕汉, 吕新立 申请人:淄博美林电子有限公司