[發明專利]一種場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝

在審

• 申請號: 201310446637.9
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN104517835A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 王根毅;鄧小社;鐘圣榮;周東飛
• 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: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄧云鵬

技術領域

本發明涉及半導體器件的制造方法，特別是涉及一種場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝。

背景技術

由于電導調制效應，絕緣柵雙極晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，簡稱IGBT）具有比DMOS更低的導通電阻。迄今為止，IGBT主要有穿通型PT-IGBT、非穿通型NPT-IGBT和場截止型FS-IGBT三種結構，三者之間的主要差異是不同的襯底PN結結構和不同的漂移區厚度。相對PT-IGBT和NPT-IGBT來講，FS-IGBT的厚度是最薄的，但薄片設備價格貴、工藝復雜以及很高的碎片率嚴重的限制了FS-IGBT（特別是低壓IGBT）性能的不斷提升。

另一方面，傳統的FS-IGBT，通常是背面做完FS層以后，再按照常規的IGBT正面工藝流程最后進行背面P+層的注入，這樣做很容易造成圓片的正面劃傷，不利于芯片正常功能的實現。

發明內容

基于此，為了解決傳統絕緣柵雙極型晶體管在制造過程中圓片（wafer）的正面易劃傷的問題，有必要提供一種場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝。

一種場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝，包括：提供襯底，并在襯底的正面和背面生長氧化層；向所述襯底背面內注入N型離子；推阱，使注入了N型離子的區域形成場截止層；對所述場截止層進行P型離子的注入，形成背面P+層，并對所述背面P+層進行推阱；去除襯底正面的所述氧化層。

在其中一個實施例中，所述對背面P+層進行推阱的步驟之后、所述去除襯底正面的所述氧化層的步驟之前，還包括在襯底背面的所述氧化層上淀積形成多晶硅層的步驟。

在其中一個實施例中，所述去除所述多晶硅層的步驟，是采用干法刻蝕的方式去除。

在其中一個實施例中，所述在襯底背面的所述氧化層上淀積形成多晶硅層的步驟中，淀積的多晶硅層的厚度為7000埃。

在其中一個實施例中，所述去除襯底正面的所述氧化層的步驟之后，還包括下列步驟：采用絕緣柵雙極型晶體管正面工藝在襯底內和襯底上制備出絕緣柵雙極型晶體管的正面結構；形成正面金屬層和背面金屬層；所述形成正面金屬層和背面金屬層的步驟之前，還包括去除所述多晶硅層的步驟。

在其中一個實施例中，所述向襯底內注入N型離子的步驟中，注入的是磷離子。

在其中一個實施例中，所述推阱使注入了N型離子的區域形成場截止層的步驟，是采用1000度以上的退火菜單進行，形成擴散后深度為20微米的場截止層。

在其中一個實施例中，所述對背面P+層進行推阱的步驟，是采用700攝氏度的退火溫度進行推阱，形成深度為1微米的背面P+層。

在其中一個實施例中，所述去除襯底正面的所述氧化層的步驟中，是采用濕法腐蝕的方式去除。

在其中一個實施例中，所述提供襯底的步驟中，襯底的厚度為400微米。

上述場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝，通過在襯底正面生長的氧化層結構，對圓片的正面進行保護，令其在制造過程中不會被輕易劃傷。

附圖說明

圖1是一實施例中場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝的流程圖；

圖2A～圖2D是一實施例中采用場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝制備的FS-IGBT在制備過程中的局部剖視圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

圖1是一實施例中場截止型絕緣柵雙極型晶體管的背面工藝的流程圖，包括下列步驟：

S110，提供襯底，并在襯底的正面和背面生長氧化層。

在本實施例中，采用厚度為約400微米的Wafer作為襯底11，并在襯底11的正面和背面生長氧化層12，參照圖2A。可以理解的，在本實施例中，由于工藝的限制，會同時在正面和背面形成氧化層，附圖中襯底11正面和背面的氧化層統一標號為氧化層12。

S120，向襯底背面注入N型離子。

可以將圓片（wafer）翻轉后用正面注入機臺實現對圓片背面的注入，注入的N型離子穿過背面的氧化層12進入襯底。在本實施例中，注入的N型離子為磷離子，在其它實施例中注入的也可以是其它種類的N型離子。

背面的氧化層12可以防止步驟S120中的離子注入時導致襯底11表面損傷。

S130，推阱，使注入了N型離子的區域形成場截止層。