[發明專利]一種絕緣柵雙極型晶體管的制備方法

在審

• 申請號: 202110553219.4
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113506750A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 黃平;鮑利華;顧海穎
• 申請（專利權）人: 上海朕芯微電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

本發明公開的絕緣柵雙極型晶體管的制備方法，其特征是：在完成IGBT晶圓正面制程后，在晶圓正面的集電極、柵極的壓焊點上制作凸塊；然后再在晶圓的正面做晶圓級塑封形成塑封層；接著研磨所述塑封層將之前制作的凸塊露出來；最后進行背面制程；或者先進行背面制程，再研磨所述塑封層將之前制作的凸塊露出來。本發明不需要臨時鍵合，消除了臨時鍵合剝離造成晶圓的破裂等問題；同時由于塑封層一直在晶圓的正面，這就使得晶圓在背面加工的過程當中一直是厚片，可以減少破片等問題。

技術領域

本發明涉及晶體管技術領域，特別涉及一種絕緣柵雙極型晶體管的制備方法。

背景技術

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

通常，IGBT器件的結構或者制作流程如下：1)完成IGBT正面制程；2)背面減薄；3)背面離子注入；4)背面激光退火；5)背面金屬化。

由于實際IGBT的芯片特別薄，在完成IGBT正面制程之后背面加工常采用兩種方法：

方法一，參見圖1，用Taiko研磨方式。背面減薄時只減薄晶圓的中心部分，晶圓邊緣有寬度2-4mm不研磨，也就是說邊緣2-4mm要比晶圓中心部分厚很多；以此厚的邊緣來支撐整個晶圓，使晶圓在研磨之后不翹曲，確保后續背面離子注入、背面激光退火以及背面金屬化等制程能順利完成。

Taiko制程存在如下缺點：Taiko制程只是用寬度2-4mm的厚邊緣來支撐晶圓不翹曲，但晶圓本身還是薄片，在后續加工還是容易破裂；Taiko減薄設備以及后續切割厚邊緣的設備很貴。

方法二，參見圖2，臨時鍵合技術。將完成正面IGBT制程的晶圓粘在另一晶圓上，再制作IGBT背面制程(背面離子注入、背面激光退火以及背面金屬化等制程)，背面制程完成之后，再將薄的IGBT晶圓剝離下來。

臨時鍵合制程的缺點是：背面加工好之后將薄的IGBT晶圓從支撐晶圓上剝離下來很困難，易破片；鍵合設備、剝離設備以及粘接用的膠水或者膠帶很貴。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述IGBT器件制作流程過程中所采用的Taiko制程和臨時鍵合制程所存在的上述不足而提供一種絕緣柵雙極型晶體管的制備方法。

為了實現上述目的，本發明所提供的絕緣柵雙極型晶體管的制備方法，在完成IGBT晶圓正面制程后，在晶圓正面的集電極、柵極的壓焊點上制作凸塊；然后再在晶圓的正面做晶圓級塑封形成塑封層；接著研磨所述塑封層將之前制作的凸塊露出來；最后進行背面制程；或者先進行背面制程，再研磨所述塑封層將之前制作的凸塊露出來。

在本發明的一個優選實施例中，所述凸塊是銅柱(Cu Pillar)、金柱(GoldPillar)或者錫球(Solder Ball)。

在本發明的一個優選實施例中，所述銅柱(Cu Pillar)或者金柱(Gold Pillar)的高度范圍為10-100um。

在本發明的一個優選實施例中，所述錫球(Solder Ball)的直徑范圍為50-400um。

在本發明的一個優選實施例中，所述塑封層的樹脂的厚度為10-500um；所述塑封層的樹脂在研磨之后的厚度為10-400um。

在本發明的一個優選實施例中，所述背面制程包括常規的晶圓減薄、離子注入、激光退火、背面金屬化。