[發明專利]一種形成高壓IGBT的FS層的方法及IGBT器件

在審

• 申請號: 201310036480.2
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103972085A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 張碩;黃璇;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;H01L29/739
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馬曉亞

1.一種在高壓IGBT中通過外延形成FS結構的方法，該方法包括如下步驟：

a、提供包括N型漂移區的高壓IGBT生產專用厚度的半導體圓片（1）；

b、在所述半導體圓片的正面淀積一層保護層(2)，以保護背面外延工藝作業時半導體圓片（1）的正面；

c、將所述半導體圓片翻轉，背面向上，外延所需厚度的N+外延層（3），該N+外延層（3）即所述FS結構，該N+外延層（3）的摻雜濃度大于N型漂移區的摻雜濃度；

d、在外延結束后，將所述半導體圓片（1）翻轉為正面向上，去除正面的所述保護層（2），以確保半導體圓片（1）的正面的光潔性。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述保護層(2)為氧化層或SiN膜。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于：用濕法腐蝕去除正面的所述保護層（2）。

4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于：通過沉積的方法來外延所需厚度的N+外延層。

5.一種場終止結構高壓IGBT的生產方法，包括如下步驟：

步驟1、在高壓IGBT中通過外延形成FS結構；

步驟2、在半導體圓片（1）的正面上生長柵氧化層（4），柵氧化層（4）位于半導體圓片（1）的正面上；

步驟3、在柵氧化層（4）柵淀積一定厚度的多晶硅層（5），并通過選擇性的掩蔽與刻蝕形成一定規定的多晶硅柵電極層（5）；多晶硅柵電極層（5）位于柵極區的柵氧化層（4）上；

步驟4、在半導體圓片（1）的正面上通過多晶硅自對準工藝進行離子注入，熱擴散以在N型漂移區內形成P基區（9），所述P基區（9）從N型漂移區的正面上向背面方向延伸，且P基區（9）延伸的距離小于N型漂移區的厚度，在截面上，P基區（9）形成包圍柵氧化層（4）的結構；

步驟5、在半導體圓片（1）的正面上進行離子注入，退火后在P基區（9）內形成N+發射區（8），在離子注入前，需要在半導體圓片（1）的正面上涂覆光刻膠，然后通過在光刻膠上開出離子注入的窗口，從而在P基區（9）內形成N+發射區（8），離子注入并退火形成N+發射區（8）后，去除半導體圓片（1）正面上的光刻膠，以便進行其它工藝步驟的操作；

步驟6、在多晶硅柵電極層（5）上面進行介質淀積，以在柵氧化層（4）和多晶硅柵電極層（5）的外圍淀積形成介質層（6），淀積后再通過選擇性地掩蔽和刻蝕，以形成具有規則形狀的介質層（6）；以便發射極金屬電極（7）與襯底的接觸；

步驟7、在所述介質層（6）的外圍淀積金屬，以形成發射極電極（7），淀積后再通過選擇性地掩蔽和刻蝕，以形成具有規則形狀的發射極電極（7），所述發射極電極（7）與所述P基區（9）及所述N+發射區（8）均電性接觸；

步驟8、通過在N+外延層（3）上進行離子注入和退火形成集電區P+層（10）；

步驟9、在集電區P+層（10）上淀積金屬層，形成金屬化集電極（11），所述金屬化集電極（11）與集電區P+層（10）歐姆接觸；

其特征在于：在高壓IGBT中通過外延形成FS結構時采用權利要求1～4中任一項所述的方法。

6.如權利要求5所述的生產方法，其特征在于：柵電極層（5）采用多晶硅；發射極電極（7）采用鋁硅銅、鋁、銅等；金屬化集電極（11）采用AL-TI-Ni-Ag或Ti-Ni-Ag。

7.如權利要求5所述的生產方法，其特征在于：半導體圓片（1）的正面內刻蝕溝槽，從而形成溝槽型的柵電極結構。

8.一種具有FS結構的高壓IGBT器件，其特征在于：所述FS結構通過權利要求1～4中任一項所述的方法形成。

9.一種具有FS結構的高壓IGBT器件，其特征在于：所述高壓IGBT器件通過權利要求5～8中任一項所述的方法形成。