[发明专利]用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法

摘要

用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法属于半导体器件领域。本发明采用多晶硅层做局域载流子寿命控制层，并利用圆片直接键合工艺将衬底与有源区连结起来，再在表面制造类功率MOS结构，最终制造出一种具有内透明集电极的IGBT，是一种实用可行的制造方法。更重要的是，本发明对于耐压低于1200V的硅材料IGBT，既可以避开难度极高的超薄片加工，提高成品率，又能得到通态电压的正温度系数和更优的综合性能折中曲线。此外，本发明的制造方法和技术思路也同样适用于其他半导体材料。

主权项

1、一种用多晶硅做寿命控制层的内透明集电极IGBT制造方法，所制造的IGBT自芯片的底面至顶面由集电极电极(1)、p+单晶衬底(2)、对过剩载流子寿命起局域控制作用的p型多晶硅层(3)、p型内透明集电区(4)、n型缓冲层(5)、n-基区(6)和包含发射极(7)和栅极(8)在内的类功率MOS结构区(9)构成，其特征在于制造方法依下列步骤进行：步骤一：取一个已掺杂的p+单晶衬底(20)，在该p+单晶衬底的表面生长一层多晶硅层(3)；步骤二：取一个已掺杂的n-单晶圆片(60)，从该n-单晶圆片的下表面(51)掺入n型杂质，并进行退火，形成n型区(52)；步骤三：将步骤一所形成的生长有多晶硅层(3)的p+单晶衬底的上表面即多晶硅层的上表面(31)和步骤二所述的单晶圆片的下表面(51)在去除氧化层后，使两者紧密接触，实施圆片直接键合工艺，并进行退火，使两个圆片结合成整体圆片(10)，两个圆片键合处为圆片键合界面(11)，最下层为未减薄的p+单晶衬底(20)，最上层为n-单晶层(61)；步骤四：将整体圆片(10)的上表面即n-单晶层(61)的上表面利用研磨、抛光工艺减薄，使剩余的n-单晶层即n-基区(6)的厚度符合器件耐压要求，并且表面成为光滑的镜面；步骤五：在n-基区(6)的上表面，制作包含发射极(7)和栅极(8)在内的类功率MOS结构区(9)；同时，经过步骤三至步骤五，步骤二所形成的n型区(52)内的杂质向上扩散形成n型缓冲层(5)，p+单晶衬底(20)和多晶硅层(3)中所包含的p型杂质向上扩散在圆片键合界面(11)和n型缓冲层(5)之间形成p型内透明集电区(4)；步骤六：从p+单晶衬底(20)的下表面将p+单晶衬底减薄，并制作金属电极，最终形成串联电阻大为减小的p+单晶衬底(2)和器件的集电极电极(1)。