一种低浓度超薄的igbt芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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M0S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200~400 μπι。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。
[0003]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M0S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】
[0004]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。
[0005]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M0S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1~20 μπι。
[0006]优选的，所述的衬底的厚度为1~10 μ m。
[0007]—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M0S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1~20μηι。
[0008]优选的，所述的衬底的厚度为1~10 μ m。
[0009]与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是:
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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】
[0014]图1为低浓度超薄的IGBT芯片结构示意图。
[0015]图2为传统PT型IGBT芯片结构示意图。
[0016]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】
[0017]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。
[0018]实施例1:
[0019]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M0S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。
[0020]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M0S结构之后对衬底1进行减薄，将其厚度减为1~20 μπι，优选厚度为1~10 μπι。
[0021]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。
[0022]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 ΡΤ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。
[0023]实施例2:
[0024]实施例2与实施例1的区别在于:在本实施例中，半导体的类型与实施例1中相反，其中衬底1为Ν型，第二外延层2以及第三外延层3均为Ρ型，其工作过程以及工作原理与实施例1相同。
[0025]本低浓度超薄的IGBT芯片的实施方式同时可适用于其他半导体开关元件的生产中。
[0026]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，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。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型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，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种低浓度超薄的IGBT芯片，包括P型的衬底(1 )，在衬底(1)上依次设有N型的第一外延层(2 )和第二外延层(3 )，在第二外延层(3 )上设置MOS结构，芯片最上方覆盖有金属层(4)，其特征在于:衬底(1)的掺杂浓度为1015~1017个/cm3，衬底(1)的厚度为1~20 μπι。2.根据权利要求1所述的低浓度超薄的IGBT芯片，其特征在于:所述的衬底(1)的厚度为 1-10 μ??ο3.一种低浓度超薄的IGBT芯片，包括Ν型的衬底(1 )，在衬底(1)上依次设有Ρ型的第一外延层(2 )和第二外延层(3 )，在第二外延层(3 )上设置M0S结构，芯片最上方覆盖有金属层(4)，其特征在于:衬底(1)的掺杂浓度为1015~1017个/cm3，衬底(1)的厚度为1~20 μπι。4.根据权利要求3所述的低浓度超薄的IGBT芯片，其特征在于:所述的衬底(1)的厚度为 1-10 μ??ο
【专利摘要】一种低浓度超薄的IGBT芯片，属于半导体器件制造领域。包括P型的衬底（1），在衬底（1）上依次设有N型的第一外延层（2）和第二外延层（3），在第二外延层（3）上设置MOS结构，芯片最上方覆盖有金属层（4），其特征在于：衬底（1）的掺杂浓度为1015~1017个/cm3，衬底（1）的厚度为1~20μm。本低浓度超薄的IGBT芯片，将衬底的厚度减薄，同时将衬底的浓度降低，提升了芯片的关断速度从而提升产品的工作频率，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，以及NPT型IGBT制造过程中制程背面工艺及激光扫描的复杂工序，提高芯片流片效率并降低成本。
【IPC分类】H01L29/06, H01L29/739
【公开号】CN204991716
【申请号】CN201520585638
【发明人】关仕汉
【申请人】淄博汉林半导体有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年8月6日