[發明專利]絕緣柵雙極型晶體管及其制備方法

在審

• 申請號: 201310389136.1
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104425249A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 黃璇;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;H01L21/683;H01L29/739
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 徐丁峰;付偉佳

技術領域

本發明涉及半導體晶體管及其制備方法，具體地，涉及一種絕緣柵雙極型晶體管及其制備方法。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管是一種常見的功率型半導體器件，其是大電流開關主流器件之一。絕緣柵雙極型晶體管的制備過程包括正面結構的制備和背面結構的制備。通常地，現有的制備方法主要有兩種：第一種是先在半導體襯底的背面制備緩沖層再制備正面結構。這種工藝中，半導體襯底一般減薄到200μm以下后再制備正面結構，這對正面結構制備過程中的生產線要求很高，需要專門的薄片流通設備；第二種是先在較厚的半導體襯底上完成正面結構再制備緩沖層以及背面結構，這需要專門的高能離子注入設備或特殊元素注入，注入能量高達1～8MeV。上述兩種方法對生產設備要求都很高，制造成本高。

因此，有必要提出一種絕緣柵雙極型晶體管及其制備方法，以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一個方面，提供一種絕緣柵雙極型晶體管的制備方法。該方法包括：提供N型摻雜的半導體襯底，所述半導體襯底具有第一表面及與所述第一表面相對的第二表面；N型摻雜所述半導體襯底的靠近所述第一表面的區域，以形成緩沖層；P型摻雜所述半導體襯底的靠近所述第一表面的區域，以形成集電極層，其中所述集電極層的深度小于所述緩沖層的深度；提供支撐襯底，并在所述第一表面將所述支撐襯底鍵合至所述半導體襯底；從所述第二表面減薄所述半導體襯底；在所述第二表面制備所述絕緣柵雙極型晶體管的正面結構；去除所述支撐襯底，以露出所述集電極層；以及在所述集電極層上制備所述絕緣柵雙極型晶體管的集電極金屬層。

優選地，所述支撐襯底的厚度與減薄后的所述半導體襯底厚度之和構造為使其能夠在線流通。

優選地，去除所述支撐襯底的步驟還包括去除預定厚度的所述集電極層。

優選地，所述預定厚度為0.2～5μm。

優選地，去除所述支撐襯底的方法為先減薄后刻蝕。

優選地，所述絕緣柵雙極型晶體管為平面柵型絕緣柵雙極型晶體管或溝槽柵型絕緣柵雙極型晶體管。

優選地，所述方法在制備所述正面結構之前還包括對所述第二表面進行表面平坦化處理。

優選地，所述緩沖層厚度為2～100μm。

優選地，所述緩沖層是通過離子注入形成的，注入劑量為1×10¹²～1×10¹⁷離子數/cm²。

根據本發明的另一個方面，還提供一種絕緣柵雙極型晶體管。所述絕緣柵雙極型晶體管為按照上述任一種方法制備形成。

根據本發明的絕緣柵雙極型晶體管的制備方法采用鍵合的方式在制備正面結構之前將支撐襯底鍵合至半導體襯底的第一表面，因此在隨后的制備過程中，即使半導體襯底需要根據工藝要求進行減薄，支撐襯底與半導體襯底構成的整體仍然具有足夠的厚度，方便正面結構的制備。該制備方法能夠與現有的常規的工藝兼容，工藝簡單、效率高、無需專用的設備，大大降低了工藝成本。

在發明內容中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

以下結合附圖，詳細說明本發明的優點和特征。

附圖說明

本發明的下列附圖在此作為本發明的一部分用于理解本發明。附圖中示出了本發明的實施方式及其描述，用來解釋本發明的原理。在附圖中，

圖1為根據本發明一個實施例的絕緣柵雙極型晶體管的制備方法的流程示意圖；以及

圖2-圖10是根據圖1所示的方法制備絕緣柵雙極型晶體管過程中所獲得的半導體器件結構的示意圖。

具體實施方式

接下來，將結合附圖更加完整地描述本發明，附圖中示出了本發明的實施例。但是，本發明能夠以不同形式實施，而不應當解釋為局限于這里提出的實施例。相反地，提供這些實施例將使公開徹底和完全，并且將本發明的范圍完全地傳遞給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚，層和區的尺寸以及相對尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標記表示相同的元件。