[發明專利]一種IGBT的制造方法

在審

• 申請號: 201310390475.1
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104425254A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（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: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅;張莉

【技術領域】

本發明涉及半導體設計及制造技術領域，特別涉及一種IGBT（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，絕緣柵雙極晶體管）的制造方法。

【背景技術】

IGBT是由BJT（Bipolar?Junction?Transistor，雙極結型晶體管）和MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor，金屬氧化物半導體場效應晶體管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和BJT的低導通壓降兩方面的優點，具有工作頻率高，控制電路簡單，電流密度高，通態壓低等特點，廣泛應用于功率控制領域。在實際應用中，IGBT很少作為一個獨立器件使用，尤其在感性負載的條件下，IGBT需要一個快恢復二極管續流。因此，現有的絕緣柵雙極晶體管產品，一般采用并聯一個續流二極管（Freewheeling?diode，簡稱FWD）以保護IGBT。為了降低成本，并聯的續流二極管可以集成在IGBT芯片內，即具有內置二極管或反向導通的IGBT。

常見的反向導通的IGBT需要減薄后雙面光刻制備出背面P+集電極區的注入窗口。這種方案的缺點主要有兩個方面：第一、需要有減薄晶圓流通能力，特別是對于常見的1200V以下的IGBT，其厚度在200um以下，對薄片流通工藝要求很高；第二、需要專門的雙面曝光機對晶圓曝光。此外，現有的反向導通的IGBT通常采用背面兩次光刻技術。

因此，有必要提供一種改進的技術方案來克服上述問題。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種IGBT的制造方法，其與現有的常規工藝兼容，工藝簡單、效率高、無需專用的設備大大降低工藝成本。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，本發明提供一種IGBT的制造方法，其包括：提供具有第一表面和第二表面的第一導電類型的半導體晶片，在所述半導體晶片的第一表面上進行雜質注入以形成第一導電類型或第二導電類型的導電層；在所述導電層內間隔的形成延伸入所述導電層內的第二導電類型或第一導電類型的通道，其中所述通道的導電類型與所述導電層的導電類型不同，此時所述通道和所述導電層間隔交錯排布；在所述通道上形成氧化層；在所述氧化層上鍵合襯底半導體晶片;自所述半導體晶片的第二表面減薄所述半導體晶片，并將減薄后的第一導電類型的半導體晶片作為漂移區；基于所述漂移區形成所述IGBT的正面結構；去除所述襯底半導體晶片；去除所述氧化層；在所述通道和導電層上形成背面金屬電極，該背面金屬電極與所述通道和導電層電性接觸。

作為本發明的一個優選的實施例，提供的所述半導體晶片的厚度為200-700um，電阻率為5～500Ω*cm。

作為本發明的一個優選的實施例，在所述半導體晶片的第一表面上注入導電層的注入劑量為1E13～1E20cm^-2，能量為30～200KEV。

作為本發明的一個優選的實施例，通過光刻、離子注入、高溫推阱、激活工藝在所述導電層內間隔的形成所述通道，所述離子注入的注入劑量為1E13～1E20cm^-2，能量為30～200KEV。

作為本發明的一個優選的實施例，通過熱氧化或CVD方式在所述導電層及通道上形成氧化層，所述氧化層的厚度為0.01-5um。

作為本發明的一個優選的實施例，在所述氧化層上鍵合的所述襯底半導體晶片的厚度為50-650um。

作為本發明的一個優選的實施例，在基于所述漂移區形成所述IGBT的正面結構前，所述制造方法還包括：

通過CMP或濕法腐蝕方式平坦對所述減薄的所述半導體晶片的第二表面。

作為本發明的一個優選的實施例，所述襯底半導體晶片的厚度和所述鍵合形成的漂移區的厚度的和為正常流通半導體晶片厚度。

作為本發明的一個優選的實施例，所述IGBT的正面結構包括：在所述漂移區的上表面上有選擇的形成的第一導電類型的基區；在所述基區內有選擇的形成的第二導電類型的發射極區；位于所述漂移區的上表面上的柵氧化層；在所述柵極氧化層的上表面上形成的多晶硅柵極；覆蓋所述柵極氧化層和多晶硅柵極的介質層；與所述基區和所述發射極區電性接觸的正面金屬電極。

作為本發明的一個優選的實施例，所述IGBT的正面結構包括：形成于正面金屬電極外側的鈍化層。