一种IGBT器件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种IGBT器件制造方法，包括：终端区、设置于所述终端区内的有源区及设置于所述有源区内的栅极区，包括以下步骤：S1、将IGBT的正面结构完成；S2、将IGBT的背面进行减薄；S3、通过一次深结注入，形成一次N+缓冲层；S4、在步骤S3的基础上再进行一次深结注入，形成二次N++缓冲层；S5、通过多次P型杂质背面注入与背面匀胶并形成光刻图，完成后去除光刻胶；S6、进行激光退火工艺与背面金属工艺。根据本发明专利技术，在IGBT背面不同区域，采用不同的掺杂及退火方式，降低IGBT的导通压降，优化IGBT芯片的关断损耗，且芯片具有良好的可靠性。且芯片具有良好的可靠性。且芯片具有良好的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT器件制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体功率器件的
，特别涉及一种IGBT器件制造方法。

技术介绍

[0002]绝缘栅双极晶体管(IGBT)是为解决MOSFET在高压应用时的导通损耗与耐压水平的矛盾关系而提出的一种新型结构器件，其具有输入阻抗高，通流能力强，正向导通压降低、损耗小，抗闩锁能力强等优点，IGBT在20世纪80年代投放市场至今，已广泛应用于光伏逆变器、电动汽车、风力发电、不间断电源、感应加热设备、智能家电、开关电源、轨道交通等领域。
[0003]IGBT现有的背面制造技术通常在IGBT正面工艺完成后，在硅片背面区离子注入并进行炉管退火或激光退火形成IGBT背面集电极结构，炉管热退火受限于正面金属，温度不能过高，因此其退火方式会导致背面注入激活率不足，器件导通压降过高；激光退火的方式可以大大提升注入杂质激活率，降低芯片导通压降，但是会导致器件关断损耗过大，从而在某些应用场景受到限制。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的是提供一种IGBT器件制造方法，在IGBT背面不同区域，采用不同的掺杂及退火方式，降低IGBT的导通压降，优化IGBT芯片的关断损耗，且芯片具有良好的可靠性。为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，提供了一种IGBT器件制造方法，包括：
[0005]终端区、设置于所述终端区内的有源区及设置于所述有源区内的栅极区，
[0006]包括以下步骤：
[0007]S1、将IGBT的正面结构完成；
[0008]S2、将IGBT的背面进行减薄；
[0009]S3、通过一次深结注入，形成一次N+缓冲层；
[0010]S4、在步骤S3的基础上再进行一次深结注入，形成二次N++缓冲层；
[0011]S5、通过多次P型杂质背面注入与背面匀胶并形成光刻图，完成后去除光刻胶；
[0012]S6、进行激光退火工艺与背面金属工艺。
[0013]优选的，步骤S3中第一次深结注入，其中注入结深为2～30um。
[0014]优选的，步骤S4中机械能给第二次浅结注入，且注入深度为0.5～10um，形成二次N++缓冲层。
[0015]优选的，步骤S5中，第一次P型杂质背面注入，背面匀胶并形成光刻图形后进行第二次P型杂质背面注入，注入完成后去除光刻胶。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：通过本方案的制造方法降低芯片导通压降，但是器件的关断损耗减小，具有更为广阔的应用场景。另外采用本方案的IGBT芯片可优化IGBT阻断状态时体内电场分布及通态内部载流子分布，因此其具有良好的动态坚固性及
长期可靠性。
附图说明
[0017]图1为根据本专利技术的IGBT器件制造方法的俯视图；
[0018]图2为根据本专利技术的IGBT器件制造方法的完成正背面工艺后的IGBT芯片截面图；
[0019]图3为根据本专利技术的IGBT器件制造方法的与传统方案折衷曲线对比图；
[0020]图4为根据本专利技术的IGBT器件制造方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]参照图1
‑
4，一种IGBT器件制造方法，包括：
[0023]终端区、设置于所述终端区内的有源区及设置于所述有源区内的栅极区，
[0024]包括以下步骤：
[0025]S1、将IGBT的正面结构完成；
[0026]S2、将IGBT的背面进行减薄；
[0027]S3、通过一次深结注入，形成一次N+缓冲层；
[0028]S4、在步骤S3的基础上再进行一次深结注入，形成二次N++缓冲层；
[0029]S5、通过多次P型杂质背面注入与背面匀胶并形成光刻图，完成后去除光刻胶；
[0030]S6、进行激光退火工艺与背面金属工艺。
[0031]进一步的，步骤S3中第一次深结注入，其中注入结深为2～30um。
[0032]进一步的，步骤S4中机械能给第二次浅结注入，且注入深度为0.5～10um，形成二次N++缓冲层。
[0033]进一步的，步骤S5中，第一次P型杂质背面注入，背面匀胶并形成光刻图形后进行第二次P型杂质背面注入，注入完成后去除光刻胶。
[0034]实施例1
[0035]以650V IGBT场终止型IGBT为例
[0036]正面结构完成后，硅片减薄至65um，进行二次N型杂质磷注入，第一次注入能量为600Kev,剂量为1.2E12，第二次N型杂质磷注入的注入能量为180Kev，剂量为4.2E12,注入完成后进行激光退火工艺，将所注入的杂质进行激活，激活率大于90％，激活完成后注入P型杂质硼，注入能量40Kev,剂量为2E13，表面匀胶并对准正面标记曝光(其中相对于有源区区域为刻开区，终端区域为光刻胶保护区)，曝光完后进行二次P型杂质硼注入，注入能量为30Kev,剂量为3E13，硅片去胶洗清，对背面进行激光退火工艺，激光退火工艺完成后表面沉积背面金属。该工艺较先前工艺导通压降相当，同时关断损耗降低10％。
[0037]这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本专利技术的说明的，对本专利技术的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
[0038]尽管本专利技术的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运
用，它完全可以被适用于各种适合本专利技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本专利技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件制造方法，其特征在于，包括：终端区、设置于所述终端区内的有源区及设置于所述有源区内的栅极区，包括以下步骤：S1、将IGBT的正面结构完成；S2、将IGBT的背面进行减薄；S3、通过一次深结注入，形成一次N+缓冲层；S4、在步骤S3的基础上再进行一次深结注入，形成二次N++缓冲层；S5、通过多次P型杂质背面注入与背面匀胶并形成光刻图，完成后去除光刻胶；S6、进行激光退火工艺与背面金属工艺。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：史伟民，蔡斌君，
申请(专利权)人：上海恒灼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：