[发明专利]一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制作方法

权利要求书

1.一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1、基于IGBT工艺平台，在Si单晶片的一面形成基本的金属氧化物半导体的MOS结构，包括N-drift上热生长的栅氧化层以及栅氧化层上淀积的poly-si层，所述Si单晶片为n型的单晶硅片，所述的MOS结构一侧定义为Si单晶片的正面，另一侧定义为背面；

步骤2：对Si单晶片的背面即N-buffer层进行第一次减薄，通过机械方法或化学腐蚀方法将单晶片减薄至160um-250um，再对Si单晶片进行清洗；

步骤3：选择施主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的背面注入一层施主离子；

步骤4：通过扩散炉对背面注入后的硅单晶片进行高温扩散，形成厚度为50um至150um的N-buffer层，作为FS-IGBT的场截止层；

步骤5：选择受主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的正面注入一层受主离子，经过高温扩散形成IGBT的P-base区；

步骤6：选择施主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的正面注入一层施主离子，并经过高温扩散形成IGBT的n+源区；

步骤7：通过低压化学气相淀积LPCVD在硅单晶片正面淀积金属前介质层，并进行孔刻蚀，形成IGBT金属电极区即metal区；

步骤8：通过光刻、溅射或蒸发金属的方法，制作Si单晶片正面电极，所述正面金属电极的金属材料为Al或Al-Si-Cu；

步骤9：对Si单晶片的背面进行第二次减薄，通过机械方法或化学腐蚀方法将单晶片减薄至80um至120um，再对Si单晶片进行清洗；

步骤10：选择受主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的背面注入一层受主离子；

步骤11：通过扩散炉对背面注入后的硅单晶片进行高温退火，完成对背面注入离子的激活，形成FS-IGBT的P-collector层；

步骤12：通过蒸发金属的方法，制作Si单晶片背面金属电极，得到完整的FS-IGBT器件。

2.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤3中，常规施主元素为Se或Te元素；；Se注入能量为30Kev至1Mev，注入剂量为1E12cm^-2至1E16cm^-2。

3.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤4中，高温扩散为800℃至1250℃，所述扩散时间为30min至15h。

4.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤5中，常规受主元素为B或Al元素；所述注入能量为60Kev至120Kev，剂量为1E13cm^-2至1E15cm^-2。

5.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤6中，施主元素为P或As元素，离子注入的能量为30Kev至160Kev，所述剂量为1E15cm^-2至2E16cm^-2。

6.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤1中Si单晶片是<100>晶向、N型区熔单晶片。

7.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤10中，受主元素为B元素，B注入能量为10Kev至120Kev，注入剂量为1E13cm^-2至1E15cm^-2。

8.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤11中，高温为200℃至500℃，退火时间为30min至12h。

9.根据权利要求1所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤12中：背面金属电极的金属材料为Al-Ti-Ni-Ag或Al-V-Ni-Ag。

10.根据权利要求1-9所述的一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：所述步骤1中常规的IGBT工艺平台是NPT-IGBT工艺平台，n型和p型能够相互交换。