[发明专利]一种IGBT器件背面制作方法

说明书

本发明属于半导体器件的制造技术领域，涉及一种IGBT器件背面制作方法，在IGBT 器件的正面，通过注入及高温退火来完成背面工艺；通过本发明制作方法可有效改善器件工艺加工难度，降低碎片率，同时降低器件参数Vce，且本发明制作工艺与现有IGBT正面工艺兼容，不增加产品工艺成本。

技术领域

本发明涉及一种IGBT器件背面制作方法，属于半导体器件的制造技术领域。

背景技术

目前，IGBT器件背面制作方法主要有两种方式，一是采用Taico技术制备超薄片，然后做背面注入形成N+buffer层以及P+空穴注入层，二是采用衬片工艺加工，将加工后的衬片与器件正面硅衬底进行键合，然后对正片进行减薄、背面注入，形成N+buffer层和P+空穴注入层（P+ layer层），最后再热剥离正片和衬片，方法一需要用到Taico设备，设备昂贵而且目前很多foundry并不具备这个条件，方法二在热剥离后还要进行背面杂质的激活退火，存在较大碎片风险，另外，加之此时正面工艺已全部完成，所以不能进行高温退火来激活背面注入杂质，导致激活效率低，因此器件参数Vce偏高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提出了一种IGBT器件背面制作方法，采用先制作背面工艺，再进行正面工艺，通过正面注入（或者掺杂EPI生长）方式，再高温退火形成IGBT背面结构，可有效改善工艺加工难度，降低碎片率，同时器件参数Vce降低。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种IGBT器件背面制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：提供一半导体基板，选取N型半导体材料作为半导体基板；

第二步：在所述半导体基板上，生长第一N型外延层；

第三步：在第一N型外延层表面注入P型杂质；

第四步：在第一N型外延层表面继续生长一层第二N型外延层；

第五步：在第二N型外延层表面注入N型杂质；

第六步：对注入的杂质离子进行高温退火激活，形成N型缓冲层和P型空穴注入层；

进一步地，在所述第六步后，继续进行如下步骤：

第一步：在N型缓冲层上继续生长一层第三N型外延层；

第二步：在第三N型型外延层内完成常规IGBT正面工艺的P型体区及位于P型体区内的N型源区，在第三N型外延层表面完成常规IGBT正面工艺的栅氧化层、位于栅氧化层上的绝缘介质层、被绝缘介质层和栅氧化层包裹的栅极多晶硅及覆盖在绝缘介质层上的金属层；

第三步：对半导体基板进行研磨，并研磨至P型空穴注入层；

第四步：对器件背面进行金属化。

进一步地，所述第三N型外延层的掺杂浓度小于N型缓冲层的掺杂浓度。

进一步地，所述第二步和第三步还可通过如下方法制作：在半导体基板上直接生长掺杂P型杂质的外延层，且P型杂质的掺杂浓度与P型空穴注入层的掺杂浓度相同。

进一步地，所述第四步和第五步还可通过如下方法制作：在第一N型外延层表面继续生长掺杂N型杂质的外延层，且掺杂N型杂质的外延层的掺杂浓度与N型缓冲层的掺杂浓度相同。

进一步地，在所述第四步和第五步中，所述第二N型外延层的掺杂浓度和注入第二N型外延层的N型杂质的掺杂浓度之和与N型缓冲层的掺杂浓度相同。

进一步地，所述第六步中，对注入的杂质离子进行高温退火的条件为，退火温度为1200~1250℃，退火时间为400~500min。

进一步地，所述IGBT器件包括平面栅型IGBT器件和沟槽栅型IGBT器件。