[發明專利]IGBT背面結構及制備方法

有效

• 申請號: 201310064612.2
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103107189A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 吳凱;朱陽軍;盧爍今;陳宏
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心;中國科學院微電子研究所;江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/417;H01L29/08;H01L21/331
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

1.一種IGBT背面結構，其特征在于：包括間隔分布的P+集電區(1)、背面金屬電極(2)、SiO2保護層(4)；所述SiO2保護層(4)設置于N型基區(3)的背面，SiO2保護層(4)上間隔設置接觸孔(5)，所述間隔分布的P+集電區(1)對應接觸孔(5)處被刻蝕形成凹陷坑，并且間隔分布的P+集電區(1)的剩余厚度小于電子在其中的擴散長度；背面金屬電極(2)的金屬完全填充間隔分布的P+集電區(1)的凹陷坑，與間隔分布的P+集電區(1)緊密接觸。

2.如權利要求1所述的IGBT背面結構，其特征在于：所述間隔分布的P+集電區(1)的寬度和間距根據需要優化的IGBT關斷損耗和導通壓降的折中關系而設定。

3.一種IGBT背面結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)首先對IGBT背面減薄至需要的厚度，接著在N型基區(3)的背面淀積SiO2層，厚度為0.5μm～2μm，隨后通過光刻開出窗口并刻蝕掉窗口處的SiO2，形成SiO2保護層(4)和多個接觸孔(5)，接觸孔(5)的直徑占一個IGBT元胞寬度的1/10～1/2；所述多個接觸孔(5)是間隔設置的；SiO2保護層(4)在接觸孔(5)處的SiO2被刻蝕掉；

(b)然后，通過接觸孔(5)，對N型基區(3)進行P型離子注入，注入能量20keV～80keV,注入劑量1e¹²cm^-2～1e¹⁴cm^-2；接著去除光刻膠并進行退火工藝，退火溫度400℃～450℃，退火時間60分鐘～180分鐘，形成間隔分布的P+集電區(1)；

(c)接著以SiO2保護層(4)為掩膜，在接觸孔(5)處對間隔分布的P+集電區(1)的硅進行刻蝕，刻蝕深度為0.2μm～0.5μm，在間隔分布的P+集電區(1)上對應接觸孔(5)處形成凹陷坑，并且使間隔分布的P+集電區(1)的剩余厚度小于電子在其中的擴散長度；

(d)最后進行IGBT背面的金屬化形成背面金屬電極(2)，采用的金屬為Al，金屬厚度為1um～2um；背面金屬電極(2)的金屬完全填充間隔分布的P+集電區(1)的凹陷坑，與間隔分布的P+集電區(1)緊密接觸。

4.如權利要求3所述的IGBT背面結構的制備方法，其特征在于：

所述對N型基區(3)進行P型離子注入步驟中，P型離子為硼元素。