[發明專利]一種實現場截止型絕緣柵雙極型晶體管的工藝方法

有效

• 申請號: 201310425851.6
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103489776A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王思亮;胡強;張世勇;櫻井建彌
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L21/265;H01L21/324
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

1.一種新型場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：步驟1：在n型Si單晶片的正面形成基本的金屬氧化物半導體場效應晶體管結構（MOSFET），包括由多晶硅和氧化硅組成的柵極、P基區、n+發射區以及柵極和發射區上方的正面金屬電極，所述的Si單晶片為n型的單晶Si片，所述的Si單晶片的n-漂移區一側定義為Si單晶片的正面，其相對的一面定義為背面；

步驟2：對Si單晶片的背面進行減薄，通過機械方法或化學腐蝕的方法將Si單晶片減薄至80μm至150μm，再用對Si單晶片進行清洗；

步驟3：選擇施主元素作為離子注入的源材料，并注入能量和選取計量，通過離子注入的方式，在晶片背面注入一層離子，所述施主元素為Se元素，所述注入能量為10KeV至500KeV，所述注入劑量為1E12至1E15；

所述施主元素在1000℃條件下，在硅元素中的擴散系數是磷元素的100倍以上；

步驟4：通過擴散爐對Si單晶片背面注入之后的Si晶片在300℃至1000℃溫度下，退火5min至12h，完成對背面注入質子的激活和推阱，形成n+的FS層；

步驟5：通過離子注入的工藝，以常規受主元素為注入源，在Si單晶片背面注入一層離子；

步驟6：通過擴散爐對背面受主元素注入之后的Si晶片在溫度為200℃至900℃下進行退火5min至12h，完成對背面注入離子的激活和推阱，形成p+層；

步驟7：通過光刻、濺射或蒸發金屬的方法，制作Si晶片正面金屬電極；通過濺射或蒸發金屬的方法，制作Si晶片背面金屬電極，所述正面金屬電極的金屬材料為Al或Al-Si-Cu，所述背面金屬的材料為Al-V-Ni-Ag或Al-Ti-Ni-Ag，此時得到完整的FS-IGBT器件。

2.根據權利要求1所述的一種新型場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述步驟1中的n-漂移區為襯底，在器件結構中作為漂移區，所述金屬電極為Al或Al的合金。

3.根據權利要求1所述的一種新型場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述步驟2為使用SC-3溶液對Si單晶片進行清洗。

4.根據權利要求1所述的一種新型場截止型絕緣柵雙極型晶體管的制造方法，其特征在于：所述步驟5所述的常規受主元素為B、Be或Al，離子注入的能量為10KeV至500KeV，離子注入的劑量為1E12至1E15，在Si單晶片背面注入一層離子。