[發(fā)明專利]一種反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201310389765.4
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104425251A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 黃璇;王萬禮;王根毅
• 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: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

1.一種反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，包括下列步驟：

提供第一摻雜類型的硅襯底；

通過光刻和刻蝕在所述硅襯底的一面形成多個凹槽結構；

向所述凹槽內(nèi)填充第二摻雜類型的硅，在所述硅襯底的表面形成背面PN交隔結構；所述第二摻雜類型與第一摻雜類型電性相反；

在硅襯底填充有第二摻雜類型的硅的表面通過外延工藝制備出N型的場截止層；

在所述場截止層上外延制備出N型的漂移區(qū)；包括所述第一摻雜類型的硅襯底、PN交隔結構、場截止層及漂移區(qū)的硅片總厚度與常規(guī)流通硅片的厚度一致；

采用絕緣柵雙極型晶體管正面工藝在所述漂移區(qū)內(nèi)和漂移區(qū)上制備出絕緣柵雙極型晶體管正面結構；

將所述硅襯底減薄至所述背面PN交隔結構處；

在所述背面PN交隔結構背離所述場截止層的表面形成背面金屬電極。

2.根據(jù)權利要求1所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述向凹槽內(nèi)填充第二摻雜類型的硅，在所述硅襯底的表面形成背面PN交隔結構的步驟之后，還包括對所述背面PN交隔結構的表面進行化學機械平坦化處理的步驟。

3.根據(jù)權利要求1所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述在硅襯底填充有第二摻雜類型的硅的表面通過外延工藝制備出N型的場截止層的步驟之前，還包括采用800攝氏度以上的溫度對填充的所述第二摻雜類型的硅進行單晶化處理的步驟。

4.根據(jù)權利要求1所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述提供第一摻雜類型的硅襯底的步驟中硅襯底的厚度為100～650微米，所述場截止層的厚度為2～100微米，所述在場截止層上外延制備出N型的漂移區(qū)的步驟中漂移區(qū)的厚度為10～650微米。

5.根據(jù)權利要求4所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述場截止層的摻雜濃度為4*10¹³～1*10¹⁶/立方厘米。

6.根據(jù)權利要求1所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述提供第一摻雜類型的硅襯底的步驟中硅襯底的電阻率為0.001～100歐姆*厘米，所述向凹槽內(nèi)填充第二摻雜類型的硅的步驟中填充的第二摻雜類型的硅的電阻率為0.01～50歐姆*厘米，所述在硅襯底填充有第二摻雜類型的硅的表面通過外延工藝制備出N型的場截止層的步驟中場截止層的電阻率為5～100歐姆*厘米，所述在場截止層上外延制備出N型的漂移區(qū)的步驟中漂移區(qū)的電阻率為5～500歐姆*厘米。

7.根據(jù)權利要求1所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述通過光刻和刻蝕在所述硅襯底的一面形成多個凹槽結構的步驟中，凹槽的深度為0.5～50微米。

8.根據(jù)權利要求1所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述在背面PN交隔結構背離所述場截止層的表面形成背面金屬電極的步驟，是采用濺射或蒸發(fā)工藝制備所述背面金屬電極。

9.根據(jù)權利要求1-8中任意一項所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述正面工藝是平面柵極絕緣柵雙極型晶體管的正面工藝，所述反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管是平面柵極絕緣柵雙極型晶體管。

10.根據(jù)權利要求1-8中任意一項所述的反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于，所述正面工藝是溝槽柵極絕緣柵雙極型晶體管的正面工藝，所述反向導通場截止型絕緣柵雙極型晶體管是溝槽柵極絕緣柵雙極型晶體管。