[發明專利]一種場截止型反向導通絕緣柵雙極型晶體管制備方法

在審

• 申請號: 201710159280.4
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106898554A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 陳萬軍;劉亞偉;劉承芳;陶宏;劉杰;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種場截止型反向導通絕緣柵雙極型晶體管制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.采用離子注入工藝，在一塊N型半導體硅片(1)頂層注入N型雜質并推結形成場截止層(2)，所述場截止層(2)的厚度為5um；所述離子注入工藝的條件為：注入劑量10¹²～10¹³個/cm²,退火溫度1150～1200℃，退火時間90～300分鐘；

b.采用離子注入工藝，在截止層(2)上離子注入P型雜質并退火形成P型透明集電區(3)，所述P型透明集電區(3)的厚度為0.5-2um；所述離子注入工藝的條件為：注入劑量10¹⁴～10¹⁵個/cm²，退火溫度450℃，退火時間30～90分鐘；

c.采用淀積工藝，在P型透明集電區(3)上淀積厚度1um的二氧化硅層(4)；

d.采用鍵合工藝，將另一塊硅片(5)與二氧化硅層(4)表面鍵合；其中，另一塊硅片(5)的摻雜濃度為10¹⁹～10²⁰個/cm³，鍵合的溫度為300～1100℃；

e.翻轉硅片，減薄N型半導體硅片(1)底層至需要的厚度，并在減薄后的N型半導體硅片(1)底層上完成IGBT正面工藝：包括：形成柵氧化層(6)、多晶硅層(7)、P阱(8)、N+發射區(9)、BPSG層(10)及正面金屬層(11)；

f.翻轉硅片，采用光刻工藝，刻蝕形成第一溝槽(12)，所述第一溝槽(12)依次另一塊硅片(5)和P型透明集電區(3)延伸入場截止層(2)中；

g.采用淀積工藝，在第一溝槽(12)中填充多晶硅，并通過化學機械拋光平坦化去除硅片背面裸露多晶硅；

h.采用光刻工藝，刻蝕形成第二溝槽(13)，所述第二溝槽(13)貫穿另一塊硅片(5)延伸至P型透明集電區(3)上層；

i.采用淀積工藝，在另一塊硅片(5)背面淀積金屬至第二溝槽(13)完全填充，并減薄背面金屬層通過化學機械拋光平坦化形成集電極金屬區(13)。

2.根據權利要求1所述的一種場截止型反向導通絕緣柵雙極型晶體管制備方法，其特征在于，所述另一塊硅片(5)為N型或P型半導體硅片。

3.根據權利要求2所述的一種場截止型反向導通絕緣柵雙極型晶體管制備方法，其特征在于，所述步驟f步和步驟g步中，第一溝槽(12)的寬度越大，填充的多晶硅摻雜濃度越高，器件的反向導通壓降越小。

4.根據權利要求3所述的一種場截止型反向導通絕緣柵雙極型晶體管制備方法，其特征在于，所述步驟i步中，所淀積的金屬可以為一種金屬也可以為多層金屬的組合，減薄后的背面表面金屬層厚度為4um。