[发明专利]一种正面超级结背面IGBT的工艺方法

说明书

本发明提供一种正面超级结背面IGBT的工艺方法，在基底正面依次形成第一、第二外延层；形成穿透第一、第二外延层至基底中的多个深沟槽；在深沟槽中填充P型外延材料，形成P柱；第二外延层表面形成有N型埋层；在N型埋层及P柱上表面形成第三外延层；在第三外延层中的每个P柱上方两侧形成沟槽；在每个沟槽之间形成体区；形成ILD层覆盖沟槽、体区及第三外延层；在第三外延层上形成金属钝化层；对基底进行背面减薄，并减薄至去除P柱厚度为1至5微米；在基底背面形成一层场截止注入层；在基底背面的P柱端形成硼注入层；在基底背面形成一层金属电极。本发明通过减薄去除P柱底部倒角区域来稳定击穿电压，并减薄芯片厚度来降低导通压降。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种正面超级结背面IGBT的工艺方法。

背景技术

IGBT是电力电子系统能量控制和转换的重要开关元器件之一，它的性能好坏直接影响着电力电子系统的转换效率、体积和重量。

电力电子器件性能始终是朝着更高的电流密度、更小的通态压降、更低关断损耗的方向发展。传统的IGBT是基于正面Trench MOS结构。而传统的IGBT往往性能较低，因此，需要提高传统IGBT的性能变得至关重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种正面超级结背面IGBT的工艺方法，用于解决现有技术中的IGBT性能低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种正面超级结背面IGBT的工艺方法，至少包括：

步骤一、提供基底，在所述基底正面依次形成第一外延层以及位于所述第一外延层上的第二外延层；

步骤二、形成穿透所述第一、第二外延层至所述基底中的多个深沟槽；并在所述深沟槽中填充P型外延材料，形成P柱；

步骤三、所述第二外延层表面形成有N型埋层；在所述N型埋层以及所述P柱上表面形成第三外延层；之后在所述第三外延层中的每个所述P柱上方两侧形成沟槽；之后在每个所述沟槽之间形成体区；

步骤四、形成ILD层覆盖所述沟槽、体区以及第三外延层；之后在所述第三外延层上形成金属钝化层；

步骤五、对所述基底进行背面减薄，并且减薄至去除所述P柱厚度为1至5微米；

步骤六、在所述基底背面形成一层场截止注入层；之后在所述基底背面的所述P柱端形成硼注入层；

步骤七、在所述基底背面形成一层金属电极。

优选地，步骤一中的所述第一、第二外延层位N型外延层，所述第一外延层的电阻率低于所述第二外延层的电阻率。

优选地，步骤一中所述第一外延层的体浓度为E15～E18。

优选地，步骤三中每个所述体区两侧形成有紧贴所述沟槽的N型注入区。

优选地，步骤四中形成所述金属钝化层之前，在所述体区上方的ILD层中形成凹槽；之后再所述第三外延层上形成所述金属钝化层，所述金属钝化层填充在所述凹槽内。

优选地，步骤六中所述场截止注入层的体浓度为E11～E14。

优选地，步骤六中的所述硼注入层的注入浓度为E11～E15。

优选地，步骤六中的所述场截止注入层的深度为1～30微米。