[发明专利]一种高可靠性的IGBT芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种高可靠性的IGBT芯片的制作方法，其特征在于，所述高可靠性的IGBT芯片包括元胞区和终端区；

所述元胞区包括多晶硅衬底、栅极氧化层、多晶硅栅极区、第一P阱区、第二P阱区、N型掺杂区、P+接触区、绝缘介质层、正面金属层、钝化层、背面缓冲层，背面阳极区以及背面金属层，其中，所述第一P阱区和第二P阱区位于所述多晶硅栅极区的两侧区域，且第一P阱区的深度大于第二P阱区的深度；

终端区的包括多晶硅衬底，终端P型主结与场限环，沟槽型多晶硅栅极的Busbar走线、USG/BPSG介质层、栅极金属、源极金属、PI胶钝化层、背面Buffer层，背面阳极区以及背面金属层；

所述制作方法包括如下步骤：

S1、场氧化层生长与终端区场限环区域选择性腐蚀场氧化层；

S2、栅氧化层生长与多晶硅电极形成；

S3、晶圆翻转，去除背面多晶硅，晶圆翻转，清洗，第一次多晶硅刻蚀，元胞区保留沟槽两侧区域，终端区保留全部图形，元胞区第一次自对准注入B+离子，注入剂量为1E13-5E14，注入能量为120-300keV，去胶后杂质推进，温度1050-1150℃，时间200-350min，形成P阱区；

S4、第二次多晶硅刻蚀，无掩膜整面刻蚀，形成元胞区栅电极和终端区Busbar走线，元胞区第二次注入B+离子，注入剂量为5E12-1E14，注入能量80-140keV，杂质推进，温度900-1150℃，时间90-150min，元胞区氧化层刻蚀，氧化层厚度减薄至100-500A；

S5、N型源区掺杂；

S6、隔离介质层淀积与接触孔刻蚀；

S7、正面金属化与钝化层形成；

S8、晶圆背面减薄与金属化。

2.根据权利要求1所述的高可靠性的IGBT芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S1，具体包括：

选择N型多晶硅衬底，采用湿氧工艺进行场氧化层生长；

终端区场限环区域选择性腐蚀场氧化层，B+离子注入，去胶后杂质推进。

3.根据权利要求1所述的高可靠性的IGBT芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S2，具体包括：

在元胞区选择性腐蚀场氧化层，基于PECVD淀积生长二氧化硅刻蚀硬掩膜层，对元胞区进行沟槽刻蚀，牺牲氧化层生长至800-1200A的厚度，去除牺牲氧化层；

进行栅氧化层生长，基于LPCVD工艺进行多晶硅填充生长。

4.根据权利要求1所述的高可靠性的IGBT芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S5，具体包括：

源区N型离子注入：第一次注入P+离子，第二次注入As+离子，去胶后炉管退火。

5.根据权利要求1所述的高可靠性的IGBT芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S6，具体包括：

进行隔离介质层淀积，形成USG+BPSG双层结构，并刻蚀接触孔；

接触孔区域注入：第一次注入BF2离子，第二次注入B+离子，去胶后炉管退火。

6.根据权利要求1所述的高可靠性的IGBT芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S7，具体包括：

正面淀积金属层，干法刻蚀图形化，利用PI胶Coating形成钝化层，并进行光刻图形化。

7.根据权利要求1所述的高可靠性的IGBT芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S8，具体包括：

晶圆背面研磨，去除氧化硅，厚度减薄，背面注入P+离子形成缓冲层；

背面阳极注入B+离子，炉管退火激活杂质，背面淀积金属层。