[发明专利]一种绝缘栅双极型晶体管的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于功率半导体器件技术领域，涉及绝缘栅双极型晶体管（IGBT），尤其是场终止型绝缘栅双极型晶体管（FS-IGBT）的制备方法。

背景技术

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）是在VDMOS（Vertical Double-diffused MOSFET，垂直双扩散场效应晶体管）的基础上改进成的新器件，IGBT的纵向结构己从最初的PT型（Punch Through，穿通型）单一结构发展到了现在成熟的NPT型（Non-Punch Through，非穿通型）、FS型（Field-Stop，场终止型），在沟道结构上主要有Planer（平面型）和Trench（沟槽型）。

FS-IGBT（场截止型绝缘栅双极型晶体管）同时具有PT-IGBT（穿通型绝缘栅双极型晶体管）和NPT-IGBT（非穿通型绝缘栅双极型晶体管）的优点。FS-IGBT利用N型场截止层使得电场分布由NPT型的三角形分布转为了类梯形分布，缩短了器件的厚度，大幅降低了器件的导通压降和损耗。但这给工艺增加了难度，目前通常采用先做正面工艺，背部薄片后背注的方式来引入FS层，由于要保护正面金属图形，退火温度不能过高，此时杂质激活率很低，影响器件性能。目前各大公司Planar FS-IGBT（平面场截止型绝缘栅双极型晶体管）的制作工艺大致分为二种：一是通过外延实现，但外延工艺时间较长，影响生产产能，外延成本较高且产品可靠性低；二是通过购买双面扩散晶圆，但是，此晶圆成本较高，增加了产品成本。

现有技术中，FS-IGBT工艺流程如图12，N+缓冲层弥补了NPT-IGBT具有较厚耐压层N-区的不足之处。PT结构中，N-基区与P+发射区之间有一个N+区缓冲层，该层的N型掺杂浓度较N-基区高得多，其间的电场呈直角梯形分布，基区厚度较薄，但其电阻温度系数不理想，不利于多芯片并联的自均流效应的实现。FS型结构中的缓冲层掺杂浓度比PT型结构缓冲层N+浓度低，但比基区N-浓度高，于是电场在其间的分布呈斜角梯形分布，基区可以明显减薄，却还能保留正电阻温度系数的特征。当然，这样的制作难度增大了。因为FS-IGBT的缓冲层是靠离子注入，然后退火形成的，在这之前表面的金属-氧化物-半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field effect transistor，简称“MOSFET”）结构都已做完，如果离子注入后退火时间过长，温度过高，势必会导致表面MOSFET结构中各p-n结结深发生变化，且已做成的表面MOSFET结构的铝层限制了退火温度必须控制在500°C以下。所以，考虑到这点，FS-IGBT的N+缓冲层一般只能作到1μm左右。但用如此薄的缓冲层做强电场中止层是很不安全的，所以制作时候对工艺要求较高。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有IGBT的制造方法中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中一个目的是提出一种IGBT的制造方法，该方法能够制作出具有高击穿电压、低漏电、导通压降正温度系数、低开关损耗且工序简单产品可靠性高的IGBT。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种绝缘栅双极型晶体管的制造方法，包括，提供第一导电类型的半导体衬底，该半导体衬底具有第一主面和第二主面；在所述半导体衬底的第二主面形成第一导电类型的场终止层；在所述半导体衬底的第一主面有选择的形成第二导电类型的基区；在形成有所述基区的所述半导体衬底的第一主面继续形成所述绝缘栅双极型晶体管的第一主面结构；和在形成有所述场终止层的所述半导体衬底的第二主面继续形成所述绝缘栅双极型晶体管的剩余第二主面结构。