[发明专利]用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法

权利要求书

1.一种用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，所制造的IGBT自芯片的底面至顶面由集电极电极(1)、p⁺单晶衬底(2)、对过剩载流子寿命起局域控制作用的p型多晶硅层(3)、p型内透明集电区(4)、n型缓冲层(5)、n^-基区(6)和包含发射极(7)和栅极(8)在内的类功率MOS结构区(9)构成，其特征在于制造方法依下列步骤进行：

步骤一：取一个已掺杂的p⁺单晶衬底(20)，在该p⁺单晶衬底的表面生长一层多晶硅层(3)；

步骤二：取一个已掺杂的n^-单晶圆片(60)，从该n^-单晶圆片的下表面(51)掺入n型杂质，并进行退火，形成n型区(52)；

步骤三：将步骤一所形成的生长有多晶硅层(3)的p⁺单晶衬底的上表面即多晶硅层的上表面(31)和步骤二所述的单晶圆片的下表面(51)在去除氧化层后，使两者紧密接触，实施圆片直接键合工艺，并进行退火，使两个圆片结合成整体圆片(10)，两个圆片键合处为圆片键合界面(11)，最下层为未减薄的p⁺单晶衬底(20)，最上层为n^-单晶层(61)；

步骤四：将整体圆片(10)的上表面即n^-单晶层(61)的上表面利用研磨、抛光工艺减薄，使剩余的n^-单晶层即n^-基区(6)的厚度符合器件耐压要求，并且表面成为光滑的镜面；

步骤五：在n^-基区(6)的上表面，制作包含发射极(7)和栅极(8)在内的类功率MOS结构区(9)；

同时，经过步骤三至步骤五，步骤二所形成的n型区(52)内的杂质向上扩散形成n型缓冲层(5)，p⁺单晶衬底(20)和多晶硅层(3)中所包含的p型杂质向上扩散在圆片键合界面(11)和n型缓冲层(5)之间形成p型内透明集电区(4)；

步骤六：从p⁺单晶衬底(20)的下表面将p⁺单晶衬底减薄，并制作金属电极，最终形成p⁺单晶衬底(2)和器件的集电极电极(1)。

2.根据权利要求1所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，步骤一所述的掺杂的p⁺单晶衬底(20)的p型掺杂浓度在1×10¹⁷-1×10¹⁹cm^-3之间选取，厚度在200μm以上。

3.根据权利要求1所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，步骤一所述的多晶硅层(3)的生长，是利用半导体工业用的硅烷热分解低压化学气相淀积方法进行的。

4.根据权利要求1所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，在按步骤一生长多晶硅层(3)时，要边生长边进行p型掺杂，掺杂浓度为0-1×10²⁰cm^-3，生长的厚度控制在0.1-5μm之间。

5.根据权利要求4所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，边生长边进行p型掺杂的掺杂浓度为0。

6.根据权利要求1所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，步骤二所述的n型掺杂用扩散或离子注入方式实现，掺杂剂量为10¹³-10¹⁶cm^-2。

7.根据权利要求1所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，步骤二所述的退火温度为800-1200℃。

8.根据权利要求1所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，步骤三所述的圆片直接键合之后的退火温度为300-1200℃。

9.根据权利要求1所述的用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，其特征在于，在实施步骤四所述的减薄之后，整体圆片(10)的剩余厚度在200μm以上。