[發明專利]一種IGBT器件背面制作方法

在審

• 申請號: 201810274856.6
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108538721A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 張艷旺;吳宗憲;王宇澄
• 申請（專利權）人: 蘇州鳳凰芯電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/331
• 分類號: H01L21/331;H01L29/739
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本發明屬于半導體器件的制造技術領域，涉及一種IGBT器件背面制作方法，在IGBT 器件的正面，通過注入及高溫退火來完成背面工藝；通過本發明制作方法可有效改善器件工藝加工難度，降低碎片率，同時降低器件參數Vce，且本發明制作工藝與現有IGBT正面工藝兼容，不增加產品工藝成本。

技術領域

本發明涉及一種IGBT器件背面制作方法，屬于半導體器件的制造技術領域。

背景技術

目前，IGBT器件背面制作方法主要有兩種方式，一是采用Taico技術制備超薄片，然后做背面注入形成N+buffer層以及P+空穴注入層，二是采用襯片工藝加工，將加工后的襯片與器件正面硅襯底進行鍵合，然后對正片進行減薄、背面注入，形成N+buffer層和P+空穴注入層（P+ layer層），最后再熱剝離正片和襯片，方法一需要用到Taico設備，設備昂貴而且目前很多foundry并不具備這個條件，方法二在熱剝離后還要進行背面雜質的激活退火，存在較大碎片風險，另外，加之此時正面工藝已全部完成，所以不能進行高溫退火來激活背面注入雜質，導致激活效率低，因此器件參數Vce偏高。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提出了一種IGBT器件背面制作方法，采用先制作背面工藝，再進行正面工藝，通過正面注入（或者摻雜EPI生長）方式，再高溫退火形成IGBT背面結構，可有效改善工藝加工難度，降低碎片率，同時器件參數Vce降低。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：一種IGBT器件背面制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

第一步：提供一半導體基板，選取N型半導體材料作為半導體基板；

第二步：在所述半導體基板上，生長第一N型外延層；

第三步：在第一N型外延層表面注入P型雜質；

第四步：在第一N型外延層表面繼續生長一層第二N型外延層；

第五步：在第二N型外延層表面注入N型雜質；

第六步：對注入的雜質離子進行高溫退火激活，形成N型緩沖層和P型空穴注入層；

進一步地，在所述第六步后，繼續進行如下步驟：

第一步：在N型緩沖層上繼續生長一層第三N型外延層；

第二步：在第三N型型外延層內完成常規IGBT正面工藝的P型體區及位于P型體區內的N型源區，在第三N型外延層表面完成常規IGBT正面工藝的柵氧化層、位于柵氧化層上的絕緣介質層、被絕緣介質層和柵氧化層包裹的柵極多晶硅及覆蓋在絕緣介質層上的金屬層；

第三步：對半導體基板進行研磨，并研磨至P型空穴注入層；

第四步：對器件背面進行金屬化。

進一步地，所述第三N型外延層的摻雜濃度小于N型緩沖層的摻雜濃度。

進一步地，所述第二步和第三步還可通過如下方法制作：在半導體基板上直接生長摻雜P型雜質的外延層，且P型雜質的摻雜濃度與P型空穴注入層的摻雜濃度相同。

進一步地，所述第四步和第五步還可通過如下方法制作：在第一N型外延層表面繼續生長摻雜N型雜質的外延層，且摻雜N型雜質的外延層的摻雜濃度與N型緩沖層的摻雜濃度相同。

進一步地，在所述第四步和第五步中，所述第二N型外延層的摻雜濃度和注入第二N型外延層的N型雜質的摻雜濃度之和與N型緩沖層的摻雜濃度相同。

進一步地，所述第六步中，對注入的雜質離子進行高溫退火的條件為，退火溫度為1200~1250℃，退火時間為400~500min。

進一步地，所述IGBT器件包括平面柵型IGBT器件和溝槽柵型IGBT器件。