[发明专利]一种低压IGBT器件的制备方法

说明书

本发明公开了一种低压IGBT器件的制备方法，包括如下步骤：S1.在晶圆的正面完成IGBT正面结构；S2.将步骤S1得到的晶圆的正面进行高能质子注入形成缓冲层；S3.将步骤S2得到的晶圆的背面减薄；S4.在步骤S3得到的晶圆的背面形成阳极层，在阳极层上沉积金属，形成集电极。本发明在背面减薄之后，无需炉管退火等高温工艺，可有效降低薄片的应力及翘曲度，从而大幅降低碎片风险。

技术领域

本发明涉及一种低压IGBT器件的制备方法，属于半导体制造技术领域。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是由MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管。因此，可以把IGBT看作是MOS输入的达林顿管。IGBT既具有MOSFET器件电压驱动、高耐压且驱动简单、开关速度快的优点，同时又具有双极型器件电流能力强、且导通压降低的优点，因而在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。

IGBT的制备包括衬底的形成，正面工艺和背面工艺。在IGBT制备工艺中，首先通过正面工艺形成正面的PN结、栅电极和发射极图形，然后是背面的研磨和腐蚀、并形成背面缓冲层、阳极层和集电极。依照器件的结构和应用的电压等级的不同，最终减薄之后的Si衬底厚度也各不相同。

常规低压IGBT通常在背面减薄后，通过背面质子注入及炉管退火来激活质子，形成IGBT的缓冲层/场截止层/软穿通层结构。由于低压IGBT片厚较薄，750V IGBT厚度通常为60-90μm。如此薄的片厚在高温过程中极易产生翘曲，并大幅增加接下来工艺步骤中的碎片风险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种低压IGBT器件的制备方法，在完成正面工艺后，采用高能质子注入工艺从IGBT正面注入质子，然后在厚片状态进行低温炉管退火，激活所注入质子并修复注入损伤，形成缓冲层结构。接着进行背面减薄、低热预算阳极工艺以及金属沉积等工艺，在背面减薄之后，无需炉管退火等高温工艺，可有效降低薄片的应力及翘曲度，从而大幅降低碎片风险。

根据本发明的一个方面，提供一种低压IGBT器件的制备方法，包括如下步骤：

S1.在晶圆的正面完成IGBT正面结构；

S2.将步骤S1得到的晶圆的正面进行高能质子注入形成缓冲层；

S3.将步骤S2得到的晶圆的背面减薄；

S4.在步骤S3得到的晶圆的背面形成阳极层，在阳极层上沉积金属，形成集电极。

根据本发明的优选实施方式，所述晶圆可以是任意种类的晶圆，例如N或P型晶圆。

根据本发明的优选实施方式，所述步骤S1包括：在硅晶圆的正面进行一系列工艺IGBT工艺，一般包括：形成N阱、P阱，刻蚀沟槽，形成栅氧，沉积多晶硅并回刻形成栅极，N+源区注入，介质层沉积，发射极接触孔刻蚀，沉积金属形成发射极。

根据本发明的具体实施方式，所述步骤S1包括如下步骤：

在晶圆基片上表面形成第一氧化层；

将N型杂质注入到所述晶圆基片中，并使其扩散第一结深形成N阱；

将P型杂质注入到所述N阱中，并使其扩散第二结深形成P阱；

在晶圆基片上形成有源沟槽和陪栅沟槽；

去除剩余的所述第一氧化层，并在所述P阱上表面、所述有源沟槽和所述虚栅沟槽内表面形成第二氧化层；

在所述有源沟槽和所述虚栅沟槽内填充多晶硅，形成沟槽栅极和沟槽陪栅；