[发明专利]压接式IGBT的正面金属工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺技术领域，具体来说，本发明涉及一种压接式IGBT的正面金属工艺。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是MOSFET和BJT的复合器件，IGBT集合了MOSFET和Bipolar两者的优点，具有耐高电压、大电流等优点，其目前广泛地应用于电力输变送、高速列车牵引、工业驱动、清洁能源等诸多领域。

传统的IGBT采引线键合/焊接式形成模块，而压接式IGBT模块是直接压力连接，去除了易失效点，提高了可靠性；内部布置低电感及芯片之间的电感分布一致；双面散热降低了热阻；可在高温条件下安全工作。另一个显著的特点是失效短路模式时，可以在大型高压系统中提供冗余备份功能，并使其成为一种理想的串联应用器件。同时由于它有与其他晶闸管压接技术的结构兼容性，使得压接式IGBT模块提供了一个不需要改变机械设计而升级现有系统的应用机会。

但国内目前还没有压接式IGBT工艺，只有国际上少数IGBT大厂掌握该技术。而压接式IGBT工艺的难点与关键技术之一就是IGBT的正面厚金属工艺。压接式IGBT的正面金属同一层金属需要两种不同的厚度，厚的地方要大于12微米左右，而薄的地方则需要4微米左右。IGBT正面金属只有一层金属，而一层金属在不同的布线区域要形成不同的厚度，常规的金属刻蚀工艺是无法达到的。

另外，十几微米厚的金属在光刻与刻蚀工艺中都有许多难以逾越的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种压接式IGBT的正面金属工艺，能够实现压接式IGBT要求的不同布线区域的正面金属一厚一薄两种厚度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种压接式IGBT的正面金属工艺，包括步骤：

A.在完成所述压接式IGBT的前道工艺后，在层间介质层上淀积第一正面金属层，所述第一正面金属层具有第一厚度；所述层间介质层上开有一个或多个接触通孔，所述第一正面金属层的金属也向下填入所述接触通孔中；

B.在所述第一正面金属层上旋涂第一光刻胶层作为掩模层，光刻后对所述第一正面金属层进行湿法刻蚀，在所述层间介质层上形成上宽下窄的一个或多个第一凹槽；

C.在当前结构的所有表面上淀积阻挡层，并将后续需要形成厚金属的区域处的所述阻挡层窗口打开，所述第一凹槽的底部、侧壁和上缘仍包覆有所述阻挡层；

D.对窗口打开后暴露出的所述第一正面金属层表面进行淀积前的预处理，去除掉所述第一正面金属层表面上的氧化层；

E.在当前结构的所有表面上淀积第二正面金属层，所述第二正面金属层具有第二厚度，所述第二正面金属层的金属也向下填入所述第一凹槽和所述窗口中；

F.在所述第二正面金属层上旋涂第二光刻胶层作为掩模层，光刻后对所述第二正面金属层进行湿法刻蚀，在所述第二正面金属层中形成侧壁倾斜、导向所述第一凹槽的上宽下窄的一个或多个第二凹槽，所述第二凹槽的底部停止于所述第二正面金属层中；

G.继续以所述第二光刻胶层作为掩模层，对所述第二凹槽再进行干法刻蚀，直至刻穿所述第二正面金属层并清空所述第一凹槽中的金属；所述第一凹槽上缘处包覆的所述阻挡层上方形成有其底部具有一定宽度的保护斜坡。

可选地，形成于所述第一凹槽上缘处包覆的所述阻挡层上方的所述保护斜坡的底部宽度为1至2微米。

可选地，所述第一正面金属层的第一厚度为4微米。

可选地，所述阻挡层的材质为未掺杂的硅玻璃和氮化硅，所述未掺杂的硅玻璃位于所述阻挡层的下层，所述氮化硅位于所述阻挡层的上层。

可选地，对窗口打开后暴露出的所述第一正面金属层表面进行淀积前的预处理为射频离子轰击处理。

可选地，所述第二正面金属层的第二厚度为8微米。

可选地，所述压接式IGBT的栅极焊垫是利用所述第一正面金属层构成的。

可选地，所述压接式IGBT的发射极焊垫是利用所述第一正面金属层加上所述第二正面金属层构成的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：