CN107910367A - 绝缘栅双极晶体管及其制作方法、ipm模块、以及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种绝缘栅双极晶体管、IPM模块、空调器以及一种绝缘栅双极晶体管的制作方法，该绝缘栅双极晶体管包括:半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；形成在半导体衬底第一表面的漂移区及有源区，以及形成在半导体衬底第二表面的集电极区；集电极区包括沿半导体衬底的厚度方向与漂移区依次连接的第一集电极层、第二集电极层、第三集电极层及集电极金属层；第三集电极层的掺杂浓度大于第二集电极层的掺杂浓度，且小于第一集电极层的掺杂浓度。本发明在不增加掺杂浓度而保证绝缘栅双极晶体管有较低的导通压降的情况下，通过设置所述集电极区的掺杂浓度不均匀，同时降低绝缘栅双极晶体管的导通压降和关断时间。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种绝缘栅双极晶体管及其制作方法、IPM模块以及空调器。
背景技术
绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)是由双极三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管(即巨型晶体管，简称GTR)的低导通压降两方面的优点，由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到各个领域。
绝缘栅双极晶体管的集电极的载流子注入效率和抽取效率很大程度上决定着器件的导通压降和开关特性。现有技术中通常通过增加所述绝缘栅双极晶体管的集区的掺杂浓度来提高载流子注入效率，从而降低所述绝缘栅双极晶体管的导通压降，但是较高的集区的掺杂浓度不利于器件关断时载流子的抽取速度，导致器件的关断时间较长。同样的，如果降低所述绝缘栅双极晶体管的集区的掺杂浓度，器件的关断时间会降低，但导通压降会增加。
因此，如何在不增加器件的关断时间的同时降低导通压降，或在不增加器件的导通压降的同时降低器件关断时间成为研究人员的努力方向。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种绝缘栅双极晶体管及其制作方法、IPM模块以及空调器，旨在同时降低所述绝缘栅双极晶体管的关断时间和导通压降。
为实现上述目的，本发明提出的一种绝缘栅双极晶体管，包括:
半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
形成在所述半导体衬底第一表面的漂移区及有源区，以及形成在所述半导体衬底第二表面的集电极区；
所述集电极区包括沿所述半导体衬底的厚度方向与所述漂移区依次连接的所述第一集电极层、第二集电极层、第三集电极层及集电极金属层；所述第三集电极层的掺杂浓度大于所述第二集电极层的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层的掺杂浓度。
优选地，所述有源区包括栅极区、阱区以及发射极区，所述发射极区嵌入设置在所述阱区中，所述栅极区自所述发射极区延伸至所述漂移区，所述阱区连接所述发射极区和所述漂移区；所述漂移区与所述集电极区连接。
优选地，所述第一集电极层的掺杂浓度在1*1018/cm-3～1*1021/cm-3之间。
优选地，所述第三集电极层的掺杂浓度在1*1017/cm-3～9*1020/cm-3之间。
优选地，所述第一集电极层的厚度与所述集电极总厚度之比在1：20～1:5之间。
优选地，所述集电极的厚度为0.4um～0.6um。
优选地，所述发射极区的掺杂浓度大于或等于1*1017/cm-3～1*1018cm-3；所述阱区的掺杂浓度小于等于1*1017/cm-3；所述漂移区的掺杂浓度为1*1014/cm-3～6*1014/cm-3。
优选地，所述阱区的厚度为2.5um～4.0um；所述阱区的厚度与所述发射极区的厚度之差为1um～2um。
本发明还提出一种IPM模块，包括如上所述的绝缘栅双极晶体管；所述绝缘栅双极晶体管，包括:半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；形成在所述半导体衬底第一表面的漂移区及有源区，以及形成在所述半导体衬底第二表面的集电极区；所述集电极区包括沿所述半导体衬底的厚度方向与所述漂移区依次连接的所述第一集电极层、第二集电极层、第三集电极层及集电极金属层；所述第三集电极层的掺杂浓度大于所述第二集电极层的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层的掺杂浓度。
本发明还提出一种空调器，所述空调器包括如上所述的绝缘栅双极晶体管，和/或包括如上所述的IPM模块。
本发明还提出一种绝缘栅双极晶体管的制作方法，所述绝缘栅双极晶体管的制作方法包括以下步骤：
S0：准备半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
S1：在半导体衬底的第一表面上制作绝缘栅双极晶体管的有源区；
S2：在半导体衬底的第二表面上通过离子注入制作集电极区，并通过注入不同剂量的离子，以形成所述集电极区的第一集电极层、第二集电极层及第三集电极层；其中，
所述第三集电极层的掺杂浓度大于所述第二集电极层的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层的掺杂浓度；
S3：在集电极区上沉积金属层，以形成集电极。
本发明在不增加掺杂浓度而保证绝缘栅双极晶体管有较低的导通压降的情况下，通过设置集电极区的掺杂浓度不均匀，其中通过所述集电极区的邻近漂移区一侧设置相对于第二集电极层和第三集电极层较高的掺杂浓度的第一集电极层，以降低绝缘栅双极晶体管的关断时间，以及相对于第二集电极层较高的第三集电极层，以在集电极层与金属层形成良好稳定的欧姆接触，从而减小欧姆电阻，实现降低降低绝缘栅双极晶体管的导通压降的目的，很好的优化了所述绝缘栅双极晶体管的导通压降和关断时间的折中关系。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明绝缘栅双极晶体管的一个示例性晶体管单元的结构示意图；
图2为本发明绝缘栅双极晶体管的制作方法的流程图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种绝缘栅双极晶体管。
参照图1，图1示出了该绝缘栅双极晶体管一个示例性晶体管单元。在本发明一实施例中，该绝缘栅双极晶体管包括：
半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
形成在所述半导体衬底第一表面的漂移区20及有源区10，以及形成在所述半导体衬底第二表面的集电极区30；
所述集电极区30包括沿所述半导体衬底的厚度方向与所述漂移区20依次连接的所述第一集电极层31、第二集电极层32、第三集电极层33及集电极金属层34；所述第三集电极层33的掺杂浓度大于所述第二集电极层32的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层31的掺杂浓度。
本实施例中，半导体衬底可以是硅Si、碳化硅SiC、锗Ge，硅锗晶体SiGe、氮化镓GaN或砷化镓GaAs等单晶、多晶或非晶体结构。半导体衬底可以是矩形、方形等。
有源区10包括栅极区13、阱区11以及发射极区12，所述发射极区12嵌入设置在所述阱区11中，所述栅极区13自所述发射极区12延伸至所述漂移区20，所述阱区11连接所述发射极区12和所述漂移区20；所述漂移区20与所述集电极区30连接。
本实施例中，所述发射极区12的掺杂类型为N型掺杂，所述集电极区30的掺杂类型为P型掺杂，所述阱区11的掺杂类型为P型掺杂。
通过在发射极区12、漂移区20及集电极区30注入不同掺杂类型以及不同掺杂浓度的离子，以实现不同的功能区域，例如在漂移区20的掺杂浓度为“n-”，在发射极区12的掺杂为“n+”，而在集电极区30的的掺杂浓度为“p+”，其中，“n”与“p”表示不同的掺杂类型，而“-”或“+”来表示相对掺杂浓度。在集电极区30进行离子注入时，高能离子注入至半导体衬底后，与靶原子发生一系列碰撞，而破坏晶格结构产生新的空穴和电子，即产生大量的电子-空穴复合中心。
当加在栅极和发射极两极的电压UCE为正且大于开启电压UCE(th)时，绝缘栅双极晶体管中的MOSFET内形成沟道并为PNP型晶体管提供基极电流进而使IGBT导通，集电极区30的p型电荷载流子(空穴)注入到漂移区20中，注入到漂移区20中的电荷载流子生成电荷载流子等离子体，增强电导调制效应，由于半导体衬底掺杂后，其电阻率会下降，同时电导率会上升，因此进入传导带的电子数量会随着掺杂浓度提高而增加，半导体的导电性就会变得越好，从而提供低导通状态电阻。
当栅射极间不加信号或加反向电压时，MOSFET内的沟道消失，PNP型晶体管的基极电流被切断，绝缘栅双极晶体管即关断。如果MOSFET的电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，在漂移区20还存在少数的载流子注入，因而在绝缘栅双极晶体管关断过程中，需要把这些过剩的载流子抽取走，因此较集电极区30较高的掺杂浓度会使得绝缘栅双极晶体管的电流需要慢慢才能关闭(拖尾电流，tailing current)，影响了绝缘栅双极晶体管的关断时间及工作频率。
因此，绝缘栅双极晶体管一方面需要集电极区30提供较高的掺杂浓度以降低所述绝缘栅双极晶体管的导通压降，另一方面集电极区30较高的掺杂浓度又不利于器件关断时载流子的抽取速度，导致器件的关断时间较长。
为了优化所述绝缘栅双极晶体管的导通压降和关断时间，本实施例通过设置所述集电极区30的掺杂浓度不均匀，具体体现为所述第三集电极层33的掺杂浓度大于所述第二集电极层32的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层31的掺杂浓度，以形成相对设置的较高掺杂浓度层和较低掺杂浓度层，由于集电极区30在邻近漂移区20侧的掺杂浓度相较于其他两个集电极层的掺杂浓度更高，该侧的晶格破坏更严重，因而存在大量的电子-空穴复合中心，使得在绝缘栅双极晶体管在关断时，在漂移区20还存在的少数载流子，可以流向集电极区30的电子-空穴复合中心，而增加漂移区20电子与空穴复合的速度，进而降低绝缘栅双极晶体管的关断时间。
可以理解的是，由于本实施例仅仅是在集电极区30设置不同的掺杂浓度集电极层，此时集电极区30中第一集电极层31、第二集电极层32及第三集电极层33的掺杂浓度的加权平均结果与集电极区30的总掺杂浓度是相等的，也即几点几区区的掺杂浓度基本不变，使得集电极区30的整体掺杂浓度不会很高，如此设置，使得在绝缘栅双极晶体管导通时，从集电极注入到漂移区20的空穴数量基本不变，也即进入传导带的电子数量基本保持不变，半导体的导电性维持良好，从而提供较低的导通状态电阻，不增绝缘栅双极晶体管的导通压降，从而不会造成因集电极掺杂浓度高而出现绝缘栅双极晶体管关断时间延长的情况。
并且，由于与集电极金属层34邻接的第三集电极层33的浓度相对第二集电极层32的浓度较高，可保证集电极层与集电极金属层34之间形成良好稳定的欧姆接触，从而减小绝缘栅双极晶体管的接触电阻，进而降低绝缘栅双极晶体管的导通压降。
本发明在不增加掺杂浓度而保证绝缘栅双极晶体管有较低的导通压降的情况下，通过设置集电极区30的掺杂浓度不均匀，其中通过所述集电极区30的邻近漂移区20一侧设置相对于第二集电极层32和第三集电极层33较高的掺杂浓度的第一集电极层31，以降低绝缘栅双极晶体管的关断时间，以及相对于第二集电极层32较高的第三集电极层33，以在集电极层与金属层形成良好稳定的欧姆接触，从而减小欧姆电阻，实现降低降低绝缘栅双极晶体管的导通压降的目的，很好的优化了所述绝缘栅双极晶体管的导通压降和关断时间的折中关系。
参照图1，需要说明的是，本实施例中集电极区30的掺杂浓度大小可调节，以进一步优化绝缘栅双极晶体管的导通压降和关断时间的折中关系。所述集电极区30的第一集电极层31、第二集电极层32及第三集电极层33的厚度比例、掺杂浓度大小均会对所述绝缘栅双极晶体管的关断时间造成影响。
参照图1，进一步地，所述第一集电极层31的掺杂浓度在1*1018/cm3～1*1021/cm3之间。
本实施例中，为了在半导体衬底掺杂，也即离子注入时，高能离子注入至半导体衬底后，与靶原子发生一系列碰撞，而破坏晶格结构产生新的空穴和电子，存在足够多的晶格缺陷，产生大量的电子-空穴复合中心，以在绝缘栅双极晶体管关断时，漂移区20的载流子流向集电极区30而与集电极区30中的空穴和电子快速复合，以减小器件的关断时间，本实施例将第一集电极层31的掺杂浓度设置在1*1018/cm3～1*1021/cm3之间。
参照图1，进一步地，所述第三集电极层33的掺杂浓度在1*1017/cm3～9*1020/cm3之间。
可以理解的是，绝缘栅双极晶体管集电极区30的接触电阻越小，其导通压降就越小，而接触电阻又与集电极区30的掺杂浓度有关，而集电极区30的掺杂浓度受限于关断时间，通常不能过高，而导致集电极层与集电极金属层34之间不容易形成欧姆接触，本实施例为了解决上述问题，将第三集电极层33的掺杂浓度设置在1*1017/cm3～9*1020/cm3之间，以保证集电极区30的总掺杂浓度基本不变的情况下，增加邻近金属层的第三集电极层33掺杂浓度，以使集电极层与金属层之间形成良好稳定的欧姆接触，而实现降低导通压降的目的。
可以理解的是，上述实施例中，第一集电极层31、第二集电极层32及第三集电极层33各层内的可以掺杂浓度都不均匀，或者各层内的都掺杂浓度均匀，或者某一层集电极层内均匀掺杂，其他层集电极层不均匀掺杂，具体可以根据所述绝缘栅双极晶体管的导通压降和关断时间的较优折中关系进行调配。
在一优选实施例中，所述第一集电极层31的厚度与所述集电极总厚度之比在1：20～1:5之间。
本实施例中，为了优化绝缘栅双极晶体管的导通压降和关断时间的折中关系，本实施例将述集电极的厚度设置在0.4um～0.6um之间，优选为0.5um，第一集电极层31的厚度与所述集电极总厚度之比在1：20～1:5之间，从而解决第一集电极层31的厚度较高，而增加注入到漂移区20的空穴浓度，进而增加绝缘栅双极晶体管的关断时间，或者第一集电极层31的厚度较低，而无法提供足够多的电子、空穴复合中心，不能起到减少关断时间的作用的问题。
参照图1，在一优选实施例中，所述发射极区的掺杂浓度范围为1*1017/cm-3～1*1018cm-3；所述阱区的掺杂浓度小于等于1*1017/cm-3；所述漂移区20的掺杂浓度范围为1*1014/cm-3～6*1014/cm-3。
基于上述实施例，为了使绝缘栅双极晶体管具有导通压降和关断时间之间较好的折中关系，所述发射极区12的掺杂浓度大于或等于1*1017/cm-3～1*1018/cm-3之间；所述阱区11的掺杂浓度小于等于1*1017/cm-3；所述漂移区20的掺杂浓度为1*1014/cm-3～3*1014/cm-3，这种绝缘栅双极晶体管的综合性能更好，应用能力更强，以及应用的场合更广。
绝缘栅双极晶体管在正向阻断时，主要依靠所述漂移区20来承担正向阻断电压，所述漂移区20的电阻率和厚度越大，器件的正向阻断电压越高，但是也增大了器件的正向压降，绝缘栅双极晶体管漂移区20对器件的耐压和正向压降的影响是矛盾的，因此需要折中考虑。当绝缘栅双极晶体管正向导通时，为了使电阻率对绝缘栅双极晶体管正向导通特性的影响较小，设置所述漂移区20的掺杂浓度范围为1*1014/cm-3～3*1014/cm-3；优选地，所述漂移区20的掺杂浓度优选为1.5*1014/cm-3。这是因为当注入漂移区20的载流子浓度远大于其本身的掺杂浓度时，由于绝缘栅双极晶体管内部的电导调制效果明显，使得绝缘栅双极晶体管漂移区20对器件的耐压和正向压降的影响较为折中。另一方面，较低的掺杂浓度的漂移区20能够在更薄漂移区20的厚度下，耐压能力保持不变，进而减小绝缘栅双极晶体管的导通压降。
参照图1，在一优选实施例中，所述阱区11的厚度为2.5um～4.0um；所述阱区11的厚度与所述发射极区12的厚度之差为1um～2um。
本实施例中，设置所述阱区11的厚度与所述发射极区12的厚度之差为1um～2um。所述阱区11的厚度为2.5um～4.0um，优选为3um。这样能够保证绝缘栅双极晶体管耐压能力足够高的前提下，有效地缩短沟道长度，从而降低导通压降。
参照图1，在上述实施例的基础上，在所述绝缘栅双极晶体管还进一步包括：
夹设于所述集电极区30与所述漂移区20之间的缓冲层(图未示出)。
所述缓冲层通过减少少数载流子的注入及提高开关过程中的载流子复合速度，提高了所述绝缘栅双极晶体管的关断速度。并且因为所述缓冲层的存在使得所述绝缘栅双极晶体管的内建电场更加稳定，从而提升了所述绝缘栅双极晶体管的击穿电压。
本发明还提出一种IPM，该IPM包括所述的绝缘栅双极晶体管，该绝缘栅双极晶体管的具体结构参照上述实施例，由于IPM采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本领域技术人员可以理解的是，所述IPM可以包括4个所述绝缘栅双极晶体管，也可以包括6个所述绝缘栅双极晶体管，所述绝缘栅双极晶体管之间的连接管关系在此不再赘述。
本发明还提出一种空调器，所述空调器包括所述的绝缘栅双极晶体管，和/或所述的IPM模块。所述绝缘栅双极晶体管和/或所述IPM模块可以用于空调器的主电路或控制电路上，在此不做具体限定。
参照图2，本发明还提出一种绝缘栅双极晶体管的制作方法，包括以下步骤：
S0：准备半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
本实施例中，半导体衬底可以是硅Si、碳化硅SiC、锗Ge，硅锗晶体SiGe、氮化镓GaN或砷化镓GaAs等单晶、多晶或非晶体结构。半导体衬底可以是矩形、方形等。
S1：在半导体衬底的第一表面上制作绝缘栅双极晶体管的有源区；
其中，有源区包括栅极区、阱区以及发射极区，所述发射极区嵌入设置在所述阱区中，所述栅极区自所述发射极区延伸至所述漂移区，所述阱区连接所述发射极区和所述漂移区；所述漂移区与所述集电极区连接。离子注入时，在漂移区的掺杂浓度为“n-”，在发射极区的掺杂为“n+”。
S2：在半导体衬底的第二表面上通过离子注入制作集电极区，并通过注入不同剂量的离子，以形成所述集电极的第一集电极层、第二集电极层及第三集电极层；其中，
所述第三集电极层的掺杂浓度大于所述第二集电极层的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层的掺杂浓度；
所述第三集电极层的掺杂浓度大于所述第二集电极层的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层的掺杂浓度，以形成相对设置的较高掺杂浓度层和较低掺杂浓度层由于集电极区在邻近漂移区侧的掺杂浓度相较于其他两个集电极层的掺杂浓度更高，该侧的晶格破坏更严重，因而存在大量的电子-空穴复合中心，使得在绝缘栅双极晶体管在关断时，在漂移区还存在的少数载流子，可以流向集电极区的电子-空穴复合中心，而增加漂移区电子与空穴复合的速度，进而降低绝缘栅双极晶体管的关断时间。
可以理解的是，由于本实施例仅仅是在集电极区设置不同的掺杂浓度集电极层，此时集电极区中第一集电极层、第二集电极层、第三集电极层的掺杂浓度的加权平均结果与集电极区的总掺杂浓度是相等的，也即几点几区区的掺杂浓度基本不变，使得集电极区的整体掺杂浓度不会很高，如此设置，使得在绝缘栅双极晶体管导通时，从集电极注入到漂移区的空穴数量基本不变，也即进入传导带的电子数量基本保持不变，半导体的导电性维持良好，从而提供较低的导通状态电阻，不增绝缘栅双极晶体管的导通压降，从而不会造成因集电极掺杂浓度高而出现绝缘栅双极晶体管关断时间延长的情况。
并且，由于与集电极金属层邻接的第三集电极层的浓度相对第二集电极层的浓度较高，可保证集电极层与集电极金属层之间形成良好稳定的欧姆接触，从而减小绝缘栅双极晶体管的接触电阻，进而降低绝缘栅双极晶体管的导通压降。
S3：在集电极区上沉积金属层，以形成集电极。
本实施例中，金属层可以通过适当的方法，例如物理气相沉积(PCD)、化学气相沉积(CVD)电化学沉积(ECD)来沉积，以使金属层与集电极区的的半导体层直接欧姆接触。其中，金属层可以是由铝Al、铜Cu或者铝或铜的合金(例如AlSi、AlCu或AlSiCu)等金属材料制得。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于，包括:
半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
形成在所述半导体衬底第一表面的漂移区及有源区，以及形成在所述半导体衬底第二表面的集电极区；
所述集电极区包括沿所述半导体衬底的厚度方向与所述漂移区依次连接的所述第一集电极层、第二集电极层、第三集电极层及集电极金属层；所述第三集电极层的掺杂浓度大于所述第二集电极层的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层的掺杂浓度。
2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述有源区包括栅极区、阱区以及发射极区，所述发射极区嵌入设置在所述阱区中，所述栅极区自所述发射极区延伸至所述漂移区，所述阱区连接所述发射极区和所述漂移区；所述漂移区与所述集电极区连接。
3.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述第一集电极层的掺杂浓度在1*1018/cm-3～1*1021/cm-3之间。
4.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述第三集电极层的掺杂浓度在1*1017/cm-3～9*1020/cm-3之间。
5.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述第一集电极层的厚度与所述集电极总厚度之比在1∶20～1∶5之间。
6.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述集电极的厚度为0.4um～0.6um。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述发射极区的掺杂浓度大于或等于1*1017/cm-3～1*1018cm-3；所述阱区的掺杂浓度小于等于1*1017/cm-3；所述漂移区的掺杂浓度为1*1014/cm-3～6*1014/cm-3。
8.根据权利要求1至4任意一项所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述阱区的厚度为2.5um～4.0um；所述阱区的厚度与所述发射极区的厚度之差为1um～2um。
9.一种IPM模块，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的绝缘栅双极晶体管。
10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至7任意一项所述的绝缘栅双极晶体管，和/或包括如权利要求8所述的IPM模块。
11.一种绝缘栅双极晶体管的制作方法，其特征在于，所述绝缘栅双极晶体管的制作方法包括以下步骤：
S0：准备半导体衬底，半导体衬底具有相对的第一表面和第二表面；
S1：在半导体衬底的第一表面上制作绝缘栅双极晶体管的有源区；
S2：在半导体衬底的第二表面上通过离子注入制作集电极区，并通过注入不同剂量的离子，以形成所述集电极区的第一集电极层、第二集电极层及第三集电极层；其中，
所述第三集电极层的掺杂浓度大于所述第二集电极层的掺杂浓度，且小于所述第一集电极层的掺杂浓度；
S3：在集电极区上沉积金属层，以形成集电极。
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