逆導(dǎo)型igbt的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，包括：在襯底上表面制備薄膜層；在制備薄膜層的襯底上表面外延第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)；在所述第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)上制備芯片的正面結(jié)構(gòu)；將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極。本發(fā)明提供的一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，采用正面光刻代替背面光刻，先在襯底正面制作出摻雜圖形，然后外延出緩沖層及漂移區(qū)后進(jìn)行正面工藝，最后通過背面減薄將襯底大部分或全部去掉，這樣在硅片的背面形成第一導(dǎo)電類型區(qū)域與第二導(dǎo)電類型區(qū)域相間的分布，以滿足逆導(dǎo)的功能。
【專利說明】逆導(dǎo)型IGBT的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率半導(dǎo)體器件【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]逆導(dǎo)型IGBT是當(dāng)前國際上一種新型的IGBT器件，它是將傳統(tǒng)的IGBT元胞結(jié)構(gòu)與FRD元胞結(jié)構(gòu)巧妙集成于同一芯片，提供了一個緊湊的電流泄放電路。相對傳統(tǒng)IGBT器件，逆導(dǎo)型IGBT在成本和性能上具有很大優(yōu)勢，加上巨大的市場需求使得逆導(dǎo)型IGBT成為國外各大廠商研究的焦點。逆導(dǎo)技術(shù)掀起了 IGBT的又一次技術(shù)革命。
[0003]對比可以發(fā)現(xiàn)逆導(dǎo)型IGBT的大部分結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的IGBT結(jié)構(gòu)相似。最大的區(qū)別是，逆導(dǎo)型IGBT的集電極不是連續(xù)的P+區(qū)，而是間斷地引入一些N+短路區(qū)。
[0004]逆導(dǎo)型IGBT的P—基區(qū)、N—漂移區(qū)、N+buffer層及N+短路區(qū)構(gòu)成了一個PIN 二極管。逆導(dǎo)型IGBT等效于一個IGBT與一個PIN 二極管反并聯(lián)，只不過在同一芯片上實現(xiàn)了。當(dāng)IGBT在承受反壓時，這個PIN 二極管導(dǎo)通，這也正是稱其為逆導(dǎo)型IGBT的原因。在關(guān)斷期間，逆導(dǎo)型IGBT為漂移區(qū)過剩載流子提供了一條有效的抽走通道，大大縮短了逆導(dǎo)型IGBT的關(guān)斷時間。
[0005]逆導(dǎo)型IGBT的思想節(jié)省了芯片面積、封裝、測試費用，降低了器件成本。此外，它還具有低的損耗、良好的SOA特性、正的溫度系數(shù)，以及良好的軟關(guān)斷特性、短路特性以及良好的功率循環(huán)特性。
[0006]逆導(dǎo)型IGBT的背面有P+的集電極區(qū)，也有N+的短路區(qū)。目前，逆導(dǎo)型IGBT的制造過程是先進(jìn)行正面工藝，正面工藝完成后通常需要將硅片減薄到特定的厚度再進(jìn)行背面的光刻注入退火金屬化等工藝。由于背面減薄后硅片的厚度很薄，比如600V的IGBT芯片的厚度在70μπι左右，這么薄的硅片再進(jìn)行背面光刻工藝的難度比較大。一方面需要用到特殊的工藝設(shè)備，另一方面有很大的翹曲甚至碎片，制造成本比較高；同時背面光刻的圖形與正面光刻圖形對準(zhǔn)比較困難。
[0007]目前，逆導(dǎo)型IGBT的制造過程是先進(jìn)行正面工藝，正面工藝完成后通常需要將硅片減薄到特定的厚度再進(jìn)行背面的光刻注入退火金屬化等工藝。由于背面減薄后硅片的厚度很薄，比如600V的IGBT芯片的厚度在70 μ m左右，這么薄的硅片再進(jìn)行背面光刻工藝的難度比較大。一方面需要用到特殊的工藝設(shè)備，另一方面有很大的翹曲甚至碎片，制造成本比較高；同時背面光刻的圖形與正面光刻圖形對準(zhǔn)比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用正面光刻代替背面光刻的逆導(dǎo)型IGBT的制作方法。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種逆導(dǎo)型IGBT的制作方法，包括:
[0010]在襯底上表面制備薄膜層；
[0011]在制備薄膜層的襯底上表面外延第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)；[0012]在所述第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)上制備芯片的正面結(jié)構(gòu)；
[0013]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極。
[0014]進(jìn)一步地，在制備第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)之前，先在所述襯底上表面外延第一導(dǎo)電類型的緩沖層。
[0015]進(jìn)一步地，所述在襯底上表面制備薄膜層包括:
[0016]在第一導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第一薄膜層注入窗口 ；
[0017]在所述注入窗口進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第一薄膜層。
[0018]進(jìn)一步地，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0019]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至所述第一薄膜層的上下兩平面之間，將所述第一薄膜層暴露出來后，將背面金屬化形成集電極金屬電極。
[0020]進(jìn)一步地，所述在襯底上表面制備薄膜層包括:
[0021]在第一導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第二薄膜層注入窗口 ；
[0022]在所述注入窗口進(jìn)行雜質(zhì)注入形成第二薄膜層；
[0023]在所述第二薄膜層兩側(cè)的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第三薄膜層注入窗Π ；
[0024]在所述第三薄膜層注入窗口進(jìn)行雜質(zhì)注入形成第三薄膜層；
[0025]所述第二薄膜層及第三薄膜層的導(dǎo)電類型不同，且水平設(shè)置。
[0026]進(jìn)一步地，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0027]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至所述第二薄膜層的上下兩平面之間及第三薄膜層的上下兩平面之間，使所述第二薄膜層及第三薄膜層同時暴露出來后，將背面金屬化形成集電極金屬電極。
[0028]進(jìn)一步地，所述在襯底上表面制備薄膜層包括:
[0029]在第一導(dǎo)電類型的襯底上表面刻溝槽；
[0030]在所述溝槽內(nèi)外延第二導(dǎo)電類型的第四薄膜層，外延方法采用原位摻雜，且所述第四薄膜層填平所述溝槽；
[0031]將填滿所述溝槽的第四薄膜層上表面磨至與襯底持平。
[0032]進(jìn)一步地，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0033]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至所述第四薄膜層的上下平面之間，使第四薄膜層暴露出來后，將背面金屬化形成集電極金屬電極。
[0034]進(jìn)一步地，所述在襯底上表面制備薄膜層包括:
[0035]在第一導(dǎo)電類型或第二導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第五薄膜層注入窗口 ；
[0036]在所述注入窗口進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第五薄膜層。
[0037]進(jìn)一步地，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0038]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面襯底全部去掉，使所述第五薄膜層暴露出來，然后將減薄后的芯片背面金屬化形成集電極金屬電極。
[0039]進(jìn)一步地，所述在襯底上表面制備薄膜層包括:
[0040]在第一導(dǎo)電類型或第二導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第六薄膜層注入窗口 ；
[0041]在所述注入窗口進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第六薄膜層；
[0042]在所述第六薄膜層兩側(cè)的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第七薄膜層注入窗Π ；
[0043]在所述第七薄膜層注入窗口進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第七薄膜層；
[0044]所述第六薄膜層及第七薄膜層水平設(shè)置。
[0045]進(jìn)一步地，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0046]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面襯底全部去掉，使所述第六薄膜層及第七薄膜層暴露出來，然后將芯片背面金屬化形成集電極金屬電極。
[0047]本發(fā)明提供的一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，采用正面光刻代替背面光刻，先在襯底正面制作出摻雜圖形，然后外延出緩沖層及漂移區(qū)后進(jìn)行正面工藝，最后通過背面減薄將襯底大部分或全部去掉，這樣在硅片的背面形成第一導(dǎo)電類型區(qū)域與第二導(dǎo)電類型區(qū)域相間的分布，以滿足逆導(dǎo)的功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1為本發(fā)明實施例一提供的逆導(dǎo)型IGBT襯底結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2為本發(fā)明實施例一提供的制備逆導(dǎo)型IGBT第一薄膜層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖3為本發(fā)明實施例一提供的制備逆導(dǎo)型IGBT第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)及第一導(dǎo)電類型的緩沖層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖4為本發(fā)明實施例一提供的制備逆導(dǎo)型IGBT正面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖5為本發(fā)明實施例一提供的減薄逆導(dǎo)型IGBT背面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖6為本發(fā)明實施例一提供的減薄逆導(dǎo)型IGBT集電極金屬電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖7為本發(fā)明實施例二提供的制備逆導(dǎo)型IGBT第二薄膜層及第三薄膜層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055]圖8為本發(fā)明實施例三提供的在逆導(dǎo)型IGBT襯底上制備溝槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖9為本發(fā)明實施例三提供的在逆導(dǎo)型IGBT上制備第四薄膜層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖10為本發(fā)明實施例四提供的制備逆導(dǎo)型IGBT第五薄膜層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖11為本發(fā)明實施例四提供的減薄逆導(dǎo)型IGBT背面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖12為本發(fā)明實施例四提供的減薄逆導(dǎo)型IGBT集電極金屬電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖13為本發(fā)明實施例五提供的制備逆導(dǎo)型IGBT第六薄膜層及第七薄膜層的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0061]實施例一:
參見圖1-6，本發(fā)明實施例提供的一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，包括:[0062]步驟Al:參見圖1、2，在襯底100上表面制備第一薄膜層102 ;本實施例采用第一導(dǎo)電類型的FZ硅片做為襯底100。
[0063]步驟A2:參見圖3，先在制備第一薄膜層102的襯底100上表面外延第一導(dǎo)電類型的緩沖層103，然后在第一導(dǎo)電類型的緩沖層103上外延第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)104。第一導(dǎo)電類型的緩沖層103的摻雜濃度較大，第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)104的摻雜濃度較小。第一導(dǎo)電類型的緩沖層103及第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)104的厚度需要預(yù)先設(shè)計。由于外延工藝要經(jīng)過一些高溫工藝，第一薄膜層102區(qū)域的雜質(zhì)有一定的擴(kuò)散。
[0064]步驟A3:在第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)104上制備芯片的正面結(jié)構(gòu)。具體的正面結(jié)構(gòu)及工藝都可以進(jìn)行，本實施例以平面型原胞為例，參見圖4，其中105為第一導(dǎo)電類型的基區(qū)。106為第二導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)。108為柵極，107為氧化層將柵極與其它區(qū)域電學(xué)絕緣。109為發(fā)射極金屬，與發(fā)射極106及基區(qū)105連接。由于第一薄膜層102工藝中有熱過程，制備正面結(jié)構(gòu)時第一薄膜層102區(qū)域會進(jìn)一步擴(kuò)散。
[0065]步驟A4:將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極。
[0066]其中，步驟Al中在襯底上表面制備第一薄膜層102包括:
[0067]步驟All:根據(jù)背面版圖布局在第一導(dǎo)電類型的襯底100上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第一薄膜層注入窗口；
[0068]步驟A12:在注入窗口進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入后退火形成第一薄膜層102，從而構(gòu)成第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體相間的圖案。離子注入的劑量、能量需要預(yù)先確定好。101為注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)的粒子束。
[0069]步驟A4中將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0070]步驟A41:將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片:背面減薄至第一薄膜層102的上下兩平面之間，將第一薄膜層102暴露出來，減薄之后背面形成了襯底減薄區(qū)1001及第一薄膜層減薄區(qū)1021相間的分布，以滿足逆導(dǎo)的功能。
[0071]步驟A42:然后減薄后的芯片背面金屬化形成集電極金屬電極110。
[0072]實施例二:
[0073]本實施例與實施例一的不同之處在于，參見圖7，步驟BI在襯底200上表面制備薄膜層包括:
[0074]步驟Bll:在襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第二薄膜層注入窗口 ；
[0075]步驟B12:在注入窗口進(jìn)行雜質(zhì)注入形成第二薄膜層201 ；
[0076]步驟B13:在第二薄膜層兩側(cè)的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第三薄膜層注入窗口 ；
[0077]步驟B14:在第三薄膜層注入窗口進(jìn)行雜質(zhì)注入形成第三薄膜層202，第二薄膜層201及第三薄膜層202的導(dǎo)電類型不同，且水平設(shè)置。
[0078]步驟B4將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0079]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至第二薄膜層201的上下兩平面之間及第三薄膜層202的上下兩平面之間，使所述第二薄膜層201及第三薄膜層202同時暴露出來，減薄之后背面形成了第二薄膜層201及第三薄膜層202相間的分布，以滿足逆導(dǎo)的功能。將背面金屬化形成集電極金屬電極。[0080]其他地方與實施例一完全一致。
[0081]實施例三:
[0082]本實施例與實施例一的不同之處在于，參見圖8-9，步驟Cl在襯底上表面制備薄膜層包括:
[0083]步驟Cll:在第一導(dǎo)電類型的襯底100上表面刻溝槽300 ；
[0084]步驟C12:在溝槽內(nèi)外延第二導(dǎo)電類型的第四薄膜層302，外延方法采用原位摻雜，且第四薄膜層302填平溝槽；
[0085]步驟C13:將填滿溝槽的第四薄膜層302上表面磨至與襯底100持平。
[0086]步驟C4將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0087]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至第四薄膜層302的上下平面之間，使第四薄膜層302暴露出來，減薄之后背面形成了襯底減薄區(qū)及第四薄膜層減薄區(qū)相間的分布，以滿足逆導(dǎo)的功能。
[0088]將背面金屬化形成集電極金屬電極。
[0089]實施例四:
[0090]參見圖10-12，本發(fā)明實施例提供的一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，包括:
[0091]步驟Dl:在襯底400上表面制備第五薄膜層402 ;襯底400的導(dǎo)電類型可以為第一導(dǎo)電類型，也可以為第二導(dǎo)電類型。襯底400可以為CZ硅片也可以為FZ硅片。摻雜的濃度不限，厚度只要便于加工即可。
[0092]步驟D2:在制備第五薄膜層402的襯底400上表面外延第一導(dǎo)電類型的緩沖層403及第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)404 ;第一導(dǎo)電類型的緩沖層403的摻雜濃度較大，第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)404的摻雜濃度較小。第一導(dǎo)電類型的緩沖層403及第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)404的厚度需要預(yù)先設(shè)計。由于外延工藝要經(jīng)過一些高溫工藝，第五薄膜層402區(qū)域的雜質(zhì)有一定的擴(kuò)散。
[0093]步驟D3:在第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)404上制備芯片的正面結(jié)構(gòu)。具體的正面結(jié)構(gòu)及工藝都可以進(jìn)行，本實施例以平面型原胞為例，參見圖11，其中105為第一導(dǎo)電類型的基區(qū)。106為第二導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)。108為柵極，107為氧化層將柵極與其它區(qū)域電學(xué)絕緣。109為發(fā)射極金屬，與發(fā)射極106及基區(qū)105連接。由于第一薄膜層102工藝中有熱過程，制備正面結(jié)構(gòu)時第一薄膜層102區(qū)域會進(jìn)一步擴(kuò)散。
[0094]步驟D4:將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極410。
[0095]其中，步驟Dl在襯底上表面制備第五薄膜層402包括:
[0096]步驟Dll:根據(jù)背面版圖布局在襯底400上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第五薄膜層注入窗口 ；
[0097]步驟D12:在注入窗口進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入后退火形成第五薄膜層402。離子注入的劑量、能量需要預(yù)先確定好。401為注入第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)的粒子束。
[0098]步驟D4將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面襯底400全部去掉，也可以將第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)404減掉一部分，只要不把第五薄膜層402減掉即可，使第五薄膜層402暴露出來，然后將減薄后的芯片背面金屬化形成集電極金屬電極410。減薄之后背面形成了第一導(dǎo)電類型的緩沖層403及第一薄膜層減薄區(qū)4021相間的分布，以滿足逆導(dǎo)的功能。[0099]實施例五:
[0100]本實施例與實施例四的不同之處在于，參見圖13，步驟El在襯底上表面制備薄膜層包括:在第一導(dǎo)電類型或第二導(dǎo)電類型的襯底400上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第六薄膜層注入窗口；
[0101]在注入窗口進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第六薄膜層502 ；
[0102]在第六薄膜層兩側(cè)的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第七薄膜層注入窗口 ；
[0103]在第七薄膜層注入窗口進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第七薄膜層5021 ；
[0104]第六薄膜層502及第七薄膜層5021水平設(shè)置。
[0105]步驟E4將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括:
[0106]將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面襯底400全部去掉，也可以將第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)減掉一部分，只要不把第六薄膜層502及第七薄膜層5021全部減掉即可，使第六薄膜層502及第七薄膜層5021都暴露出來，將減薄后的芯片背面金屬化形成集電極金屬電極。減薄之后背面形成了第六薄膜層502及第七薄膜層5021相間的分布，以滿足逆導(dǎo)的功能。
[0107]實施例六:
[0108]本實施例與實施例一、二、三的不同之處在于，在襯底100上表面直接外延第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)104，不需要制備第一導(dǎo)電類型的緩沖層103，其他地方與實施例一完全一致。
[0109]本發(fā)明實施例提供的一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，采用正面光刻代替背面光刻，通過利用正面光刻工藝制作芯片背面的P型和N型區(qū)域，從而減小器件的工藝制造難度，具體帶來以下有益效果。
[0110](I)不需要用到特殊的工藝設(shè)備。傳統(tǒng)的工藝是通過在背面光刻來制造背面結(jié)果的，而背面光刻在這在工藝上需要特殊的設(shè)備加工。其一是背面圖形怎么與正面的圖形對準(zhǔn)。其二是背面減薄后，硅片極其脆弱仳如70微米)，在這樣薄的硅片上進(jìn)行一到兩次光刻必須有先進(jìn)的加工設(shè)備確保其不會碎片。其三這樣薄的硅片加工光刻之外的其它工藝也需要些新的技術(shù)，比如Taiko wafer技術(shù)、激光退火等,這些技術(shù)也必須有相應(yīng)的設(shè)備支撐。
[0111](2)減小翹曲和碎片。通過本發(fā)明的方案，背面減薄后就可以金屬化，背面工序步驟減少，這樣能減小碎片的可能行。
[0112](3)器件制造成本比較低；器件生產(chǎn)避免了使用昂貴的新技術(shù)及設(shè)備，利潤傳統(tǒng)的工藝線就可以生產(chǎn)，故成本較低。
[0113](4)光刻的對準(zhǔn)比較容易，不用背面對準(zhǔn)。本方案沒有用到背面光刻，不存在背面與正面圖形對準(zhǔn)的問題。
[0114](5)背面摻雜激活率比較低，而常規(guī)制造方法中的低溫退火的激活率比較低。本發(fā)明的方案背面結(jié)構(gòu)雜質(zhì)的激活是在工藝全程的熱過程中同時充分激活的。而傳統(tǒng)的工藝是背面注入再進(jìn)行低溫爐管退火或是激光退火，激活率較低，另一方面不同的硅片及同一硅片不同區(qū)域激活率波動較大。這將導(dǎo)致器件參數(shù)的一致性較差。
[0115]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，包括: 在襯底上表面制備薄膜層； 在制備薄膜層的襯底上表面外延第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)； 在所述第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)上制備芯片的正面結(jié)構(gòu)； 將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極。
2.如權(quán)利要求1所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于: 在制備第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)之前，先在所述襯底上表面外延第一導(dǎo)電類型的緩沖層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述在襯底上表面制備薄膜層包括: 在第一導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第一薄膜層注入窗口 ； 在所述注入窗口進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第一薄膜層。
4.如權(quán)利要求3所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括: 將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至所述第一薄膜層的上下兩平面之間，將所述第一薄膜層暴露出來后，將背面金`屬化形成集電極金屬電極。
5.如權(quán)利要求1或2所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述在襯底上表面制備薄膜層包括: 在第一導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第二薄膜層注入窗口 ； 在所述注入窗口進(jìn)行雜質(zhì)注入形成第二薄膜層； 在所述第二薄膜層兩側(cè)的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第三薄膜層注入窗口 ； 在所述第三薄膜層注入窗口進(jìn)行雜質(zhì)注入形成第三薄膜層； 所述第二薄膜層及第三薄膜層的導(dǎo)電類型不同，且水平設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括: 將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至所述第二薄膜層的上下兩平面之間及第三薄膜層的上下兩平面之間，使所述第二薄膜層及第三薄膜層同時暴露出來后，將背面金屬化形成集電極金屬電極。
7.如權(quán)利要求1或2所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述在襯底上表面制備薄膜層包括: 在第一導(dǎo)電類型的襯底上表面刻溝槽； 在所述溝槽內(nèi)外延第二導(dǎo)電類型的第四薄膜層，外延方法采用原位摻雜，且所述第四薄膜層填平所述溝槽； 將填滿所述溝槽的第四薄膜層上表面磨至與襯底持平。
8.如權(quán)利要求7所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括: 將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄至所述第四薄膜層的上下平面之間，使第四薄膜層暴露出來后，將背面金屬化形成集電極金屬電極。
9.如權(quán)利要求2所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述在襯底上表面制備薄膜層包括: 在第一導(dǎo)電類型或第二導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第五薄膜層注入窗口 ； 在所述注入窗口進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第五薄膜層。
10.如權(quán)利要求9所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括: 將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面襯底全部去掉，使所述第五薄膜層暴露出來，然后將減薄后的芯片背面金屬化形成集電極金屬電極。
11.如權(quán)利要求2所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述在襯底上表面制備薄膜層包括: 在第一導(dǎo)電類型或第二導(dǎo)電類型的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第六薄膜層注入窗口 ； 在所述注入窗口進(jìn)行第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第六薄膜層； 在所述第六薄膜層兩側(cè)的襯底上表面進(jìn)行掩膜、光刻后獲得第七薄膜層注入窗口 ； 在所述第七薄膜層注入窗口進(jìn)行第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入形成第七薄膜層； 所述第六薄膜層及第七薄膜層水平設(shè)置。
12.如權(quán)利要求11所述的逆導(dǎo)型IGBT的制備方法，其特征在于，所述將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背面減薄后金屬化形成集電極金屬電極包括: 將制備正面結(jié)構(gòu)的芯片的背`面襯底全部去掉，使所述第六薄膜層及第七薄膜層暴露出來，然后將芯片背面金屬化形成集電極金屬電極。
【文檔編號】H01L21/331GK103871876SQ201210526292
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】張文亮, 田曉麗, 朱陽軍, 吳振興 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所, 上海聯(lián)星電子有限公司, 江蘇中科君芯科技有限公司