[發(fā)明專(zhuān)利]IGBT器件制備方法及IGBT器件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410360059.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104091764A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王代利;可瑞思;萬(wàn)力
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中航（重慶）微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/336
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/336;H01L21/324;H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 吳俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，尤其涉及一種IGBT器件制備方法及IGBT器件。

背景技術(shù)

在電力電子業(yè)界，普遍采用的絕緣柵雙極型晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，簡(jiǎn)稱(chēng)IGBT)是由雙極型三極管(Bipolar?Junction?Transistor，簡(jiǎn)稱(chēng)BJT)和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field?Effect?Transistor，簡(jiǎn)稱(chēng)FET)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，由于其兼具BJT和FET兩者的優(yōu)點(diǎn)，即高輸入阻抗和低導(dǎo)通壓降的特點(diǎn)，因此具有很好的開(kāi)關(guān)特性，被廣泛的應(yīng)用于具有高壓、強(qiáng)電流等特點(diǎn)的領(lǐng)域中(如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等)。

目前，在制備IGBT器件時(shí)，均是在輕摻雜N型(N-)的硅片襯底上直接進(jìn)行IGBT高壓功率器件的上層結(jié)構(gòu)的制備工藝；圖1～3是采用傳統(tǒng)工藝制備的IGBT器件的流程結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，在N-型襯底(如硅片等)11的正面(即圖1中所示的位于N-型襯底11的上表面)直接制備IGBT高壓功率器件的上層結(jié)構(gòu)12后，對(duì)N-型襯底11的背面(即圖1中所示的位于N-型襯底11的下表面)進(jìn)行減薄工藝，以使得剩余的N-型襯底111的厚度符合工藝需求，即如圖2所示的結(jié)構(gòu)；繼續(xù)如圖3所示，在減薄后的N-型襯底111的下表面繼續(xù)進(jìn)行背面離子注入工藝，形成P型的硅摻雜層13，并采用背面金屬化工藝形成器件的收集級(jí)14，進(jìn)而得到IGBT高壓功率器件。

在上述傳統(tǒng)制備IGBT器件工藝中，是先對(duì)襯底(硅片(wafer))11進(jìn)行減薄工藝后，再對(duì)減薄后的襯底進(jìn)行離子注入工藝，但由于減薄后的襯底厚度較薄，不便于進(jìn)行后續(xù)的離子注入工藝，且在進(jìn)行過(guò)離子注入工藝后退火工藝目前只能選擇激光光源退火工藝、低溫(小于500℃)退火工藝或高溫退火后再進(jìn)行正面金屬的光刻腐蝕工藝；其中，激光光源退火工藝的設(shè)備昂貴、退火深度較小，低溫退火工藝對(duì)硼(B)離子、磷(P)離子等的激活率較低，高溫退火后再進(jìn)行正面金屬的光刻腐蝕工藝則需要昂貴的加工薄片專(zhuān)用設(shè)備，即現(xiàn)有制備的IGBT器件工藝成本較高，無(wú)法很好的滿(mǎn)足工藝需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明記載了一種IGBT器件制備方法，所述方法包括：

于一襯底中制備IGBT單元的本體區(qū)后，于所述本地區(qū)中形成源極區(qū)；

在所述襯底的正面制備包含有柵氧化層和場(chǎng)氧化層的絕緣薄膜，并于所述絕緣薄膜上沉積多晶硅薄膜；

部分刻蝕所述多晶硅薄膜至所述襯底的正面表面，形成將局部所述源級(jí)區(qū)暴露的接觸孔；

沉積一鈍化層，所述鈍化層覆蓋所述多晶硅薄膜且部分填充所述接觸孔；

刻蝕位于所述接觸孔內(nèi)的所述鈍化層，保留位于所述多晶硅薄膜上方和所述接觸孔側(cè)壁附著的鈍化層；

依次制備SiO薄膜、SiN薄膜形成復(fù)合層，且所述復(fù)合層覆蓋所述鈍化層暴露的表面及暴露的源極區(qū)；

生長(zhǎng)一SiO材料層，并對(duì)所述SiO材料層進(jìn)行圖案化工藝，保留交疊于所述場(chǎng)氧化層之上的一SiO預(yù)留區(qū)；

以所述SiO預(yù)留區(qū)作為掩膜刻蝕掉所述SiN薄膜未被所述SiO預(yù)留區(qū)遮蔽住的區(qū)域；

在所述襯底的背面進(jìn)行減薄工藝，并于減薄后的襯底背面注入與襯底導(dǎo)電類(lèi)型相反的離子；

去除未被所述SiO預(yù)留區(qū)覆蓋住而暴露的SiO薄膜后，在所述接觸孔內(nèi)制備與源極區(qū)保持電性接觸的金屬栓塞，和生成覆蓋于SiO預(yù)留區(qū)、鈍化層之上的金屬材料層；

移除覆蓋在所述SiO預(yù)留區(qū)上的金屬材料層。

上述的IGBT器件制備方法，其中，所述方法還包括：

移除覆蓋在所述SiO預(yù)留區(qū)上的金屬材料層后，繼續(xù)在所述減薄后的襯底背面進(jìn)行金屬化工藝。

上述的IGBT器件制備方法，其中，所述方法還包括：

于所述襯底的減薄背面注入與襯底導(dǎo)電類(lèi)型相反的離子的步驟后，繼續(xù)進(jìn)行退火工藝。

上述的IGBT器件制備方法，其中，在溫度大于1000℃的條件下進(jìn)行所述退火工藝。

上述的IGBT器件制備方法，其中，所述SiO薄膜的厚度小于100nm，所述SiN薄膜的厚度小于100nm。

上述的IGBT器件制備方法，其中，所述金屬材料層的厚度小于所述SiO材料層的厚度。

上述的IGBT器件制備方法，其中，所述方法還包括：

于清洗工藝后，繼續(xù)去除未被所述SiO預(yù)留區(qū)覆蓋住而暴露的SiO薄膜。

上述的IGBT器件制備方法，其中，所述方法還包括：