[發明專利]一種Trench?RB?IGBT的制備方法

有效

• 申請號: 201310616655.7
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN103617954B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 滕淵;朱陽軍;盧爍今;田曉麗
• 申請（專利權）人: 上海聯星電子有限公司;中國科學院微電子研究所;江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及IGBT的制造技術領域，特別涉及一種Trench-RB-IGBT的制備方法。

背景技術

相關術語解釋:

IGBT：絕緣柵型雙極晶體管的首字母簡稱，一種壓控型功率器件，作為高壓開關被普遍應用。

RB-IGBT：逆阻型IGBT，能夠承受集電極-發射極反向偏壓。

Trench-RB-IGBT：采用溝槽柵的RB-IGBT。

IGBT芯片包括有源區和終端區。終端區的作用是提高芯片的耐壓能力，在關斷時能夠承受要求的電壓。普通IGBT芯片因為只有正面有終端結構，所以只能工作在正向導通與正向關斷兩種狀態。有些應用場合需要IGBT能夠工作在反向關斷的狀態，需要將普通IGBT與二極管串聯使用，增加了電路的體積與功耗。RB-IGBT在普通IGBT的基礎上增加了背面終端結構，使器件在反向關斷時可以承受要求的電壓。而Trench柵結構相對平面柵結構具有更好的性能。

現有的RB-IGBT制造技術，與本發明最接近的為背面刻槽并離子注入的技術。有效區為有元胞及正面終端的區域。具體制作方法為：在傳統IGBT的正面工藝步驟（包括正面終端結構的加工）完成之后，在硅片背面刻蝕出V型的溝槽，溝槽深度到達芯片的正面。然后對溝槽進行P+離子注入，形成包圍整個芯片的隔離結構，在反向偏壓下實現較高的阻斷能力。以上技術形成的芯片，存在的問題是正面的邊緣部分為尖角結構，比較脆弱，在后續加工中容易損壞，參見圖1所示。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種Trench-RB-IGBT的制備方法，解決了現有的Trench-RB-IGBT的制備方法采用背面刻槽并離子注入的技術存在的隔離結構處于正面的邊緣部分為尖角結構，比較脆弱的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種Trench-RB-IGBT的制備方法，包含：制作IGBT的正面結構；在所述IGBT的背面刻蝕形成溝槽；對所述溝槽的槽壁進行B離子注入；向所述溝槽填充SiO₂，得到所述Trench-RB-IGBT。

本發明提供的Trench-RB-IGBT的制備方法，在IGBT的背面刻蝕形成溝槽，芯片之間劃片后的斷面為垂直面，不會出現脆弱的尖角，因此相對現有方案更加堅固。

附圖說明

圖1為采用現有的RB-IGBT制造技術背面刻槽并離子注入得到的RB-IGBT結構示意圖；

圖2為采用本發明實施例提供的Trench-RB-IGBT的制備方法得到的Trench-RB-IGBT結構示意圖；

圖3至圖6為本發明實施例提供的Trench-RB-IGBT的制備方法的工藝步驟示意圖。

具體實施方式

圖2給出了采用本發明實施例提供的Trench-RB-IGBT的制備方法得到的Trench-RB-IGBT結構示意圖，一個芯片的半剖面。其中，有效區為有元胞及正面終端的區域，芯片之間在劃片線處劃開。

本發明實施例提供的Trench-RB-IGBT的制備方法，首先按傳統IGBT工藝流程做完正面結構（參見圖3），接著在背面刻蝕出深槽（參見圖4），并對槽壁進行B離子注入（參見圖5），最后將槽以SiO₂填充（參見圖6）。本發明構思的關鍵點在于：通過刻蝕深槽將耗盡區的彎曲部分截斷，避免曲率效應引起的擊穿電壓不足。同時通過離子注入避免了耗盡區終止于材料斷面而發生的表面漏電。

本發明實施例提供的Trench-RB-IGBT的制備方法，帶來了以下有益效果：

1）本發明中芯片之間劃片后的斷面為垂直面，不會出現脆弱的尖角，因此相對現有方案更加堅固；

2）Trench型IGBT已經廣泛使用，本發明刻蝕深槽的工藝與Trench工藝兼容。

最后所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。