[发明专利]反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件制造方法，特别是涉及一种反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)是一种常用的通过电压控制的功率开关器件。其具有输入电容大、输入阻抗高、驱动电流小、速度快、耐压高、热稳定性强、工作温度高、控制电路简单等特点，现阶段已经成为电力电子装置的主流器件。反向导通绝缘栅双极型晶体管是一种新型的IGBT器件，它是将IGBT结构以及反向导通二极管结构集成在同一个芯片上。这样可以改善非平衡载流子的通道，优化拖尾电流。反向导通IGBT器件具有小尺寸、高功率密度、低成本、高可靠性等诸多优点。

常见的反向导通IGBT的背面结构制备是在正面结构制作、硅片减薄、正面涂胶或贴膜保护、背面涂胶、曝光、显影等工序后采用注入的方式进行P型杂质掺杂制备背面发射区，然后将正面保护层去除，经过退火、背金工艺完成器件的制造。该反向导通IGBT制造方法会由于正面结构的限制而导致背面退火温度不会太高，从而导致N+和P+杂质激活效率不高，影响制造出来的反向导通IGBT的性能。

发明内容

基于此，有必要提供一种反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法，其能够改善反向导通绝缘栅双极型晶体管的背面结构中N型和P型杂质激活效率不高现象，提高反向导通绝缘栅双极型晶体管的性能。

一种反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法，所述反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法包括如下步骤：提供正面形成IGBT结构的衬底；在所述衬底的背面注入P+离子；采用光刻、刻蚀工艺在所述衬底的背面形成沟槽；采用激光扫描工艺对所述衬底的背面进行平坦化处理形成P型和N型间隔结构；进行背面金属化工艺，形成背面集电极。

在其中一个实施例中，所述提供正面形成IGBT结构的衬底的步骤之后还包括减薄所述衬底和在所述衬底的背面注入N+离子形成电场中止层的步骤。

在其中一个实施例中，所述提供正面形成IGBT结构的衬底的步骤包括在衬底的背面注入N+离子形成电场中止层和在衬底正面形成IGBT结构的步骤。

在其中一个实施例中，所述采用光刻、刻蚀工艺在所述衬底的背面形成沟槽的步骤包括如下步骤：淀积一层介质层；通过光刻工艺去除部分介质层形成需要的图形；通过刻蚀工艺形成沟槽；去除介质层。

在其中一个实施例中，所述沟槽的深度为0.05～50μm，宽度0.1～500μm。

在其中一个实施例中，所述沟槽在所述衬底的背面形成的图形为圆形或者多边形。

在其中一个实施例中，所述衬底的电阻率为0.001～200ohm*cm，厚度为100～1000μm。

在其中一个实施例中，所述激光扫描工艺使用的激光为脉冲激光。

在其中一个实施例中，所述脉冲激光的脉冲持续时间为100ns～2000ns，能量密度为1～10J/cm²，脉冲激光的波长为200nm～10μm。

上述反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法通过激光扫描工艺对衬底的背面进行平坦化形成P型和N型间隔结构，激光扫描工艺可以只对需要退火的背面结构进行，从而解决反向导通绝缘栅双极型晶体管的正面结构限制背面退火温度不能太高的问题，改善反向导通绝缘栅双极型晶体管的背面结构中N型和P型杂质激活效率不高现象，提高反向导通绝缘栅双极型晶体管的性能。

附图说明

图1为一个实施例的场中止型绝缘栅双极型晶体管制造方法流程图；

图2～8为图1所示的场中止型绝缘栅双极型晶体管制造方法流程中对应的结构图；

图9为场中止型绝缘栅双极型晶体管的RC结构剖面图；

图10为图9所示的场中止型绝缘栅双极型晶体管的RC结构俯视图；

图11为一个实施例的采用光刻、刻蚀工艺在衬底的背面形成沟槽的方法流程图。

具体实施方式

请参考图1，本发明的一个实施方式提供一种反向导通绝缘栅双极型晶体管制造方法。目前比较常用的反向导通绝缘栅双极型晶体管包括场中止反向导通（fieldstop reverse conducting，FS-RC）型绝缘栅双极型晶体管和非穿通反向导通(non-punch through reverse conducting，NPT-RC)型绝缘栅双极型晶体管。下面将以场中止型反向导通绝缘栅双极型晶体管为例介绍一下反向导通绝缘栅双极型晶体管的制造方法。