[发明专利]IGBT器件制备方法及IGBT器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种IGBT器件制备方法及IGBT器件。

背景技术

在电力电子业界，普遍采用的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，简称BJT)和场效应晶体管(Field Effect Transistor，简称FET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，由于其兼具BJT和FET两者的优点，即高输入阻抗和低导通压降的特点，因此具有很好的开关特性，被广泛的应用于具有高压、强电流等特点的领域中(如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等)。

目前，在制备IGBT器件时，均是在轻掺杂N型(N-)的硅片衬底上直接进行IGBT高压功率器件的上层结构的制备工艺；图1～3是采用传统工艺制备的IGBT器件的流程结构示意图，如图1所示，在N-型衬底(如硅片等)11的正面(即图1中所示的位于N-型衬底11的上表面)直接制备IGBT高压功率器件的上层结构12后，对N-型衬底11的背面(即图1中所示的位于N-型衬底11的下表面)进行减薄工艺，以使得剩余的N-型衬底111的厚度符合工艺需求，即如图2所示的结构；继续如图3所示，在减薄后的N-型衬底111的下表面继续进行背面离子注入工艺，形成P型的硅掺杂层13，并采用背面金属化工艺形成器件的收集级14，进而得到IGBT高压功率器件。

在上述传统制备IGBT器件工艺中，是先对衬底(硅片(wafer))11进行减薄工艺后，再对减薄后的衬底进行离子注入工艺，但由于减薄后的衬底厚度较薄，不便于进行后续的离子注入工艺，且在进行过离子注入工艺后退火工艺目前只能选择激光光源退火工艺、低温(小于500℃)退火工艺或高温退火后再进行正面金属的光刻腐蚀工艺；其中，激光光源退火工艺的设备昂贵、退火深度较小，低温退火工艺对硼(B)离子、磷(P)离子等的激活率较低，高温退火后再进行正面金属的光刻腐蚀工艺则需要昂贵的加工薄片专用设备，即现有制备的IGBT器件工艺成本较高，无法很好的满足工艺需求。

发明内容

本发明记载了一种IGBT器件制备方法，所述方法包括：

于一衬底中制备IGBT单元的本体区后，于所述本地区中形成源极区；

在所述衬底的正面制备包含有栅氧化层和场氧化层的绝缘薄膜，并于所述绝缘薄膜上沉积多晶硅薄膜；

部分刻蚀所述多晶硅薄膜至所述衬底的正面表面，形成将局部所述源级区暴露的接触孔；

沉积一钝化层，所述钝化层覆盖所述多晶硅薄膜且部分填充所述接触孔；

刻蚀位于所述接触孔内的所述钝化层，保留位于所述多晶硅薄膜上方和所述接触孔侧壁附着的钝化层；

依次制备SiO薄膜、SiN薄膜形成复合层，且所述复合层覆盖所述钝化层暴露的表面及暴露的源极区；

生长一SiO材料层，并对所述SiO材料层进行图案化工艺，保留交叠于所述场氧化层之上的一SiO预留区；

以所述SiO预留区作为掩膜刻蚀掉所述SiN薄膜未被所述SiO预留区遮蔽住的区域；

在所述衬底的背面进行减薄工艺，并于减薄后的衬底背面注入与衬底导电类型相反的离子；

去除未被所述SiO预留区覆盖住而暴露的SiO薄膜后，在所述接触孔内制备与源极区保持电性接触的金属栓塞，和生成覆盖于SiO预留区、钝化层之上的金属材料层；

移除覆盖在所述SiO预留区上的金属材料层。

上述的IGBT器件制备方法，其中，所述方法还包括：

移除覆盖在所述SiO预留区上的金属材料层后，继续在所述减薄后的衬底背面进行金属化工艺。

上述的IGBT器件制备方法，其中，所述方法还包括：

于所述衬底的减薄背面注入与衬底导电类型相反的离子的步骤后，继续进行退火工艺。

上述的IGBT器件制备方法，其中，在温度大于1000℃的条件下进行所述退火工艺。

上述的IGBT器件制备方法，其中，所述SiO薄膜的厚度小于100nm，所述SiN薄膜的厚度小于100nm。

上述的IGBT器件制备方法，其中，所述金属材料层的厚度小于所述SiO材料层的厚度。

上述的IGBT器件制备方法，其中，所述方法还包括：

于清洗工艺后，继续去除未被所述SiO预留区覆盖住而暴露的SiO薄膜。

上述的IGBT器件制备方法，其中，所述方法还包括：