[發明專利]場終止絕緣柵雙極型晶體管的制備方法

有效

• 申請號: 201210250474.2
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN103578981A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 張碩;芮強;王根毅;鄧小社
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 唐立;王忠忠

技術領域

?本發明屬于絕緣柵雙極型晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，IGBT）技術領域，涉及場終止（Field?Stop，FS）IGBT，尤其涉及一種在晶片正面形成正面保護層以實現可以使用正面注入機對晶片的背面進行離子注入工藝的IGBT制備方法。

背景技術

IGBT是一種常見的功率型器件，其中包括一種FS-IGBT。在FS-IGBT的常規制備方法的前道工藝中，通常是先在晶片（wafer）的背面形成FS層之后、再按照常規的IGBT正面前道工藝流程來進行流片，然后在其背面的FS層之上進行離子注入摻雜，以形成諸如P+層的集電極層。

但是，在進行集電極層的離子注入時，通常需要使用背面注入機來完成該步驟的離子注入工藝。而在半導體制作中，背面注入機和正面注入機是兩者不同的設備，背面注入機通常在后道工藝線上設置，正面注入機通常是在前道工藝線上設置；如果在前道工藝中采用背面注入機對FS層進行離子注入，這將要求將晶片流轉到后道工藝線的背面注入機上完成，再返回前道工藝線上，這樣，就會出現后道返現、難以與前道工藝線兼容的問題，過程復雜，這通常也是半導體工藝流程設計中需要避免的。

如果進行集電極層的離子注入時直接采用正面注入機進行離子注入，這樣容易導致晶片正面被與之接觸的承載面損傷和/或污染，可能會正面的后道工藝的良率等下降，不利于FS-IGBT的正常功能的實現。

有鑒于此，有必要提出一種新型的FS-IGBT制備方法。

發明內容

本發明的目的之一在于，使FS-IGBT的背面的集電極層離子注入可以通過正面離子注入機完成，從而使之容易與前道工藝線兼容。

本發明的又一目的在于，防止FS-IGBT的正面結構在其背面的集電極層離子注入過程中被損傷和/或污染。

為實現以上目的或者其他目的，本發明提供一種場終止絕緣柵雙極型晶體管的制備方法，其包括以下步驟：

提供已經基本形成場終止絕緣柵雙極型晶體管的正面結構的晶片；

在所述晶片的正面結構上沉積正面保護層；

將所述晶片翻轉使其背面朝向正面注入機，并使用該正面注入機對所述晶片的背面的場終止層進行離子注入摻雜以形成集電極層；以及

去除所述正面保護層。

按照本發明一實施例的制備方法，其中，提供的所述晶片中，包括正面結構中已經完成的位于柵電極之上的隔離介質層；其中，所述正面保護層沉積于該隔離介質層之上。

按照本發明一實施例的制備方法，其中，提供的所述晶片中，在所述晶片的背面的場終止層上，形成有用于在制備所述正面結構的過程中對所述場終止層進行保護的背面保護層。

進一步，在所述晶片翻轉步驟之前，還包括步驟：

去除所述背面保護層。

按照本發明一實施例的制備方法，其中，所述正面保護層是至少由氧化層和氮化硅層形成的復合層結構，所述氧化層沉積形成于所述氮化硅層上。

進一步，去除所述正面保護層的步驟中，對所述氮化硅層采用全剝離方法去除，從而去除所述正面保護層。

進一步，所述氧化層的厚度范圍為100nm至700nm，所述氮化硅層的厚度范圍為30nm至200nm。

按照本發明一實施例的制備方法，其中，在所述晶片的正面結構上沉積正面保護層的步驟中，也同時在所述晶片的背面沉積有基本相同的正面保護層。

進一步，在所述晶片翻轉步驟之前，還包括步驟：

去除所述晶片的背面的正面保護層。

按照本發明一實施例的制備方法，其中，在去除所述正面保護層的步驟之后，還包括步驟：完成金屬電極的制備。

按照本發明一實施例的制備方法，其中，所述集電極層的摻雜濃度范圍為1E16離子/cm³至1E20離子/cm³。

本發明的技術效果是，制備過程所使用的形成于晶片的正面結構上的正面保護層，從而可以采用正面注入機實現集電極層的離子注入，使其容易與前道工藝線兼容，有利于簡化制備工藝流程；?并且，該正面保護層可以防止FS-IGBT的正面結構在其背面的集電極層離子注入過程中被損傷和/或污染，保證了FS-IGBT的良率和可靠性。

附圖說明

從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本發明的上述和其他目的及優點更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標號表示。

圖1是按照本發明一實施例的FS-IGBT制備方法的流程示意圖。